Эта актриса выросла на Гавайских островах, где семья поселилась, когда девочке исполнился год. Оба родителя преподавали в Гавайском университете: мать – английский язык, отец работал на юридическом факультете.
После окончания школы Пунахоу Сара поступила в Дартмутский колледж (Гайновер). Продолжила обучение в Денвере, где в2002 году в консерватории Национального театра стала магистром изобразительных искусств.
Дебютировала как актриса в 2003 году, сыграв в небольшую роль в сериале «Queens Supreme». Фамилия Уэйн является псевдонимом - именно такую носила мать Сары до замужуства. Затем следовали съёмки в сериалах «Порочная сеть», «Закон и порядок», «Тарзан», «Побег из тюрьмы». Узнав, что в «Побеге» ей придется играть героиню-тёзку, Сара потребовала у режиссёров внести соответствующие изменения в сценарий. Однако переименовывать героиню отказались.
Снималась и в кино. Известны такие фильмы с участием Сары, как «Пророчество Селесты», «Шёпот».
С 2002 году связана узами брака с давним университетским другом Джошем Винтерхольтом. У пары есть дочь, которая появилась на свет в 2007 году.
Дополнительный доход Саре приносит рекламная деятельность. Уэйн сотрудничает с компанией L'Oreal.