Родилась 21 июля 1966 г. в маленьком портовом городке Нейланд в валлийском графстве Пембрукшир. Отец работал инженером на нефтеперерабатывающем заводе, мать была домохозяйкой. О детстве в родительском доме и отношениях с сестрой Уотерс сохранила самые теплые воспоминания; по её словам, в семье царили мир, любовь и гармония.
В детстве Сара писала стихи и рассказы на мрачно готические темы, но никогда всерьез не думала стать писателем. Вместо этого она мечтала стать археологом. Никто в её семье не имел высшего образования, но Саре учёба давалась легко, и она уже в школе была нацелена на то, чтобы поступить в университет и сделать академическую карьеру.
После школы Уотерс изучала английскую литературу в университете Кента. Степень магистра она получила в университете Ланкастера, где написала диплом на тему лесбийской исторической прозы. Затем, в престижном Лондонском университете королевы Марии, защитила докторскую диссертацию под названием «Волчья шкура и тога: историческая проза лесбиянок и геев с 1870 г. до наших дней». Работая над диссертацией, Уотерс изучала порнографические произведения 19-го века и там почерпнула замысел для своего первого романа, "Tipping the Velvet", к написанию которого приступила сразу же после защиты.
До начала профессиональной писательской деятельности работала в книжных магазинах и библиотеках, а также преподавала в Открытом университете.
Слава к Уотерс пришла после написания лесбийского романа-бестселлера «Tipping the Velvet» (дословно: «Касаясь бархата кончиком языка» (викторианская аллегория куннилингуса), в официальном русском переводе: «Бархатные коготки») (1998).
Её перу принадлежит также роман «Affinity» («Нить, сотканная из тьмы») (1999), получивший Stonewall Book Award и Премию Сомерсета Моэма. Следующие два романа писательницы, «Fingersmith» («Тонкая работа») (2002) и «The Night Watch» («Ночной дозор») (2006), были номинированы на самые престижные литературные премии: Букеровскую премию и премию «Оранж».