Sarah Shahi est une actrice américaine d'origine iranienne. Son père, descendant de Fath Ali Shah Qajar, est iranien d'origine et sa mère est espagnole d'origine. Ses parents divorcent lorsqu'elle était une petite fille. Elle a fait ses études à la Southern Methodist University à Dallas au Texas en parlant couramment persan et anglais. Elle faisait partie des « Dallas Cowboys Cheerleaders » et c'est lors d'un spectacle de son équipe qu'elle a été repérée par Robert Altman qui était à Dallas pour le tournage de Dr. T et les femmes. Il l'a encouragée à aller à Los Angeles pour débuter une carrière au cinéma. En 2000, sa photo est apparue sur la couverture du magazine des « Dallas Cowboys Cheerleaders », elle part ensuite avec une troupe de la United Service Organizations au Kosovo, en Macédoine, en Bosnie-Herzégovine et en Italie.

Sarah est revenue ensuite à Los Angeles où elle a décroché plusieurs petits rôles. En jouant dans les séries télévisées Alias, Class of '06 en 2002 et en 2003 dans Old school, ainsi que dans l'épisode 3 de la saison 2 de Sleeper Cell. Elle a interprété pendant deux saisons (2 et 3) le personnage de Carmen de la Pica Morales, une DJ sexy, dans la série américaine The L Word, aux côtés des actrices Jennifer Beals et Katherine Moennig. En 2007, elle décroche le rôle principal féminin de la série télévisée Life. Elle interprète le lieutenant Dani Reese. Les audiences décevantes aux USA (alors qu'elles étaient satisfaisantes en France) ont mis fin à la série après seulement deux saisons.