В возрасте 15 лет поступила в Королевскую Академию Драматических Искусств в Лондоне.
В 1962 Майлз дебютирует в фильме «Семестр испытаний». Спустя несколько лет она становится популярной актрисой британской «новой волны», исполняет роли в фильмах «Слуга» Джозефа Лоузи и «Фотоувеличение» Микеланджело Антониони.
В 1970 она сыграла главную роль в фильме Дэвида Лина «Дочь Райана», за которую она номинировалась на «Оскар» и BAFTA как лучшая актриса. После этого Сара была вне поля зрения киноиндустрии так как играла в основном в театре.
Сестра английского режиссёра, сценариста и продюсера Кристофера Майлза (англ. , р. 19 апреля 1939).
Дважды была замужем за известным британским драматургом Робертом Болтом, (1967—1975) и (1988—1995). Он написал и снял фильм «Леди Каролина Лэм» (1972), в котором Сара сыграла заглавную роль.