Sarah Wayne Callies grandit sur l'île de Hawaï, mais revient sur le continent pour suivre des études supérieures. Diplômée en études féministes et indigènes en 1999, elle poursuit sa passion de la comédie au "Conservatoire National d'art dramatique de Denver" (Colorado) d'où elle sort avec un Master en 2002. Elle décroche son premier rôle l'année suivante dans la série Queens Supreme (2003). Malheureusement, l'aventure s'arrête au bout de 3 épisodes faute d'audience. Elle passe ensuite par New York Unité Spéciale et Dragnet avant de devenir la moitié de Jane et Tarzan (2003). L'histoire est encore une fois écourtée puisque seulement 8 épisodes sont tournés. À 28 ans, l'actrice ne se décourage pas et rend visite au petit génie des maths de Numb3rs (2005). Quelques mois plus tard, elle enfile la blouse de docteur pour consulter au pénitencier de Prison Break (2005) où les beaux yeux de Wentworth Miller ne la laissent pas indifférente.