Хьюз родилась в городке Грэйт Нек, штат Нью-Йорк. Её отец, Джон Хьюз, — канадец ирландского происхождения, был капитаном хоккейной команды Корнелльского университета (чемпион Национальной университетской спортивной ассоциации 1969-70 годов). Её мать, Эми Пастернак, еврейского происхождения. Она перенесла рак молочной железы, что подтолкнуло дочь начать заниматься проблемами рака груди. Сара даже снялась в рекламе Дженерал Электрик, посвященной данной теме. Хьюз заявляет:
В число интересов девушки входит и программа поддержки фигурного катания в Гарлеме, включающая проведение свободных уроков катания на коньках и академического обучения девочек в Гарлемском сообществе в Нью-Йорке. Хьюз участвует в этой программе на протяжении более десяти лет. Сара четвёртая из шести детей. Одна из её младших сестер Эмили также занимается фигурным катанием и принимала участие в Олимпийских играх 2006 года.
Сара Хьюз встала на коньки в 3 года и вплоть до своего первого чемпионата мира по фигурному катанию среди юниоров тренировалась под руководством Патти Джонсон. Первый юниорский титул Сара завоевала в чемпионате США по фигурному катанию 1998 (сезон 1997-98). В следующем сезоне девушка участвовала в юниорском Гран-при по фигурному катанию, выиграв серебряную медаль финала Гран-при 1998—1999 и получив аналогичную награду чемпионата мира по фигурному катанию среди юниоров 1999 года. На национальном чемпионате по фигурному катанию 1999 года, проходившем сразу после юниорского чемпионата мира, Хьюз поднялась на 4-е место. Это был её дебют во взрослых соревнованиях.
По итогам чемпионата США были отобраны 3 спортсменки для участия в мировом Чемпионате 1999 года. Однако серебряный призёр Наоми Нэри Нам не смогла войти в сборную страны для участия в чемпионате мира из-за своего юного возраста. Сара Хьюз также не проходила в сборную по возрастным ограничениям. Но по правилам ИСУ Хьюз, как серебряный призёр чемпионата мира среди юниоров 1999, проходившего в ноябре 1998 года, получила возможность участвовать в чемпионате мира. По итогам чемпионата Сара заняла 7-е место.
В сезоне 1999—2000 гг. Сара Хьюз дебютировала на соревнованиях Гран-при, выиграв бронзовую медаль французского этапа Troph?e Lalique 1999, завоевала серебряную медаль внутреннего чемпионата США и поднялась на 5-е место чемпионата мира.
Сезон 2000—2001 гг. принес фигуристке 3 медали этапов кубка Гран-при и бронзу финала Гран-при. Кроме того, Сара стала серебряным призёром чемпионата США 2001 и бронзовым медалистом чемпионата мира этого же года.
В сезоне 2001—2002 гг. Хьюз снова участвовала в Гран-при, выиграв этап Skate Canada 2001 и заняв 2-е места в двух других этапах соревнования. Сара получила и бронзу финала Гран-при второй раз за 2 сезона, а затем и бронзовую медаль чемпионата США 2002, отобравшись в сборную страны на зимние Олимпийские игры 2002 года.
За неделю до открытия Олимпиады 2002 Сара Хьюз появилась на обложке журнала «Time».
На Олимпийских играх 2002 Сара стала 4-й в короткой программе. В своей произвольной программе фигуристка выполнила 7 тройных прыжков, включая 2 каскада 3+3. Хьюз выиграла произвольную программу, обойдя всех соперниц, занимавших более высокие места после короткой программы, но не избежавших ошибок в произвольной. По итогам соревнований по сумме баллов девушка поднялась с 4-го на 1-е место и стала олимпийской чемпионкой.
После Олимпиады, в честь фигуристки был проведен парад в её родном городе Грэйт Нек, а сенатор Хиллари Клинтон объявила день олимпийской победы Днем Сары Хьюз. Кроме того, девушка получила награду имени Джеймса Э. Салливэна как лучший спортсмен-любитель США.
Сара Хьюз не приняла участие в чемпионате мира по фигурному катанию 2002, но продолжила выступления в сезоне 2002—2003 гг. В этот период она выиграла серебряную медаль национального чемпионата 2003 года и заняла 6-е место на чемпионате мира 2003.
В 2003 году Хьюз поступила в Йельский университет. В 2004—2005 гг. взяла академический отпуск, чтобы кататься в профессиональном шоу фигуристов Smuckers Stars on Ice tour. В 2005 году Сара была включена в Международный Еврейский Спортивный Зал Славы. 25 мая 2009 года Саре Хьюз была присвоена степень бакалавра Йельского университете по специальности американская общественно-политическая деятельность.
Американским писателем Ричардом Кроиком была написана биография Сары Хьюз.