Родилась в глубоко религиозной семье евангелистов. После окончания школы Shenfield High School, Сара поступила в Бристольский университет (англ. University of Bristol), где изучала драматургию. Окончив университет в 1992 году, Сара Кейн поступила в аспирантуру Бирмингемского университета (англ. University of Birmingham), обучалась на курсе знаменитого британского драматурга Дэвида Эдгара (англ. David Edgar). После окончания обучения она сотрудничала с театром Paines Plough, для которого писала пьесы и где была штатным драматургом в 1998 году. Также сотрудничала с лондонским театром Bush Theatre.
На протяжении ряда лет Сара Кейн страдала маниакально-депрессивным психозом и несколько раз проходила курс лечения в психиатрической клинике Maudsley Hospital. В 1999 году она поступила в психиатрическую больницу King's College Hospital, где в состоянии глубокой депрессии покончила с собой, повесившись в ванной.
Первая пьеса Сары Кейн, «Подорванные» (англ. Blasted), оказалась в центре крупнейшего со времен сцены забивания ребенка камнями в пьесе Эдварда Бонда, театрального скандала в Лондоне. Театральные критики обрушились на Сару Кейн, назвав дебютную работу молодой писательницы «отвратительной» и сравнив просмотр постановки с «окунанием головы в помойное ведро». Среди драматургов, оказавших на творчество Сары Кейн заметное влияние, были Эдвард Бонд, а также Георг Бюхнер, Антонен Арто и Сэмюэл Беккет, яркие представители модного в Великобритании стиля «прямо в лицо» — «in-yer-face-theater». Пьесы Сары Кейн пользуются большой популярностью у современных режиссёров разных стран.