Sarah Catharine Paulson se narodila 17. prosince 1974 v Tampě na Floridě. Její dětství bylo poznamenáno rozvodem rodičů, když jí bylo pouhých pět let. Spolu se svou matkou a sestrami se následně přestěhovala do New Yorku, kde strávila většinu svých formativních let. Již v raném věku projevovala zájem o herectví a její talent se brzy začal projevovat. Navštěvovala Fiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts, prestižní střední školu pro umění, a poté krátce studovala na American Academy of Dramatic Arts. V průběhu dospívání strávila také nějaký čas v Maine, než se vrátila do New Yorku, aby se plně věnovala své herecké kariéře.
Paulson začala svou hereckou dráhu v divadle, což jí poskytlo pevný základ pro její budoucí filmové a televizní role. Na Broadwayi debutovala v roce 1993 ve hře „The Sisters Rosensweig“. Následovaly další divadelní angažmá, například v inscenacích „Crimes of the Heart“ a „Talking Pictures“. Tyto rané zkušenosti jí pomohly rozvinout její schopnosti a získat důležité kontakty v oboru. Její první televizní role přišla v roce 1994 v epizodě seriálu „Zákon a pořádek“. Následovaly další menší role, které ji postupně uváděly do světa televize. V roce 1995 získala jednu ze svých prvních výraznějších rolí v gotickém hororovém seriálu „American Gothic“, kde ztvárnila postavu Merly. Přestože seriál neměl dlouhého trvání, Paulson si díky němu získala pozornost. Na konci 90. let se objevila v několika filmech, včetně „Levitation“ (1997) a komedie „Held Up“ (1999), a také v seriálu „Jack & Jill“ (1999–2001), který jí přinesl širší uznání mezi televizními diváky.
Na počátku nového tisíciletí Paulson pokračovala v budování své kariéry s kombinací filmových a televizních projektů. V roce 2000 si zahrála po boku Mela Gibsona v romantické komedii „Po čem ženy touží“. Následovaly role ve filmech jako „Down with Love“ (2003) a sci-fi thrilleru „Serenity“ (2005), což byl filmový spin-off kultovního seriálu „Firefly“. Pravidelně se objevovala také v televizních seriálech. Jednou z jejích nejvýraznějších rolí v tomto období byla postava Harriet Hayes v kritikou oceňovaném seriálu Aarona Sorkina „Studio 60 on the Sunset Strip“ (2006–2007). Za tuto roli získala svou první nominaci na Zlatý glóbus v kategorii Nejlepší herečka ve vedlejší roli v seriálu, minisérii nebo televizním filmu. Tato nominace potvrdila její rostoucí status v Hollywoodu. V roce 2008 se objevila v romantické komedii „Vánoce v New Yorku“ a o rok později v dramatu „K čemu je dobrý sex“.
Desátá léta 21. století znamenala pro Sarah Paulson zásadní průlom a posun do první ligy hereček, a to především díky její rozsáhlé spolupráci s producentem a režisérem Ryanem Murphym. V roce 2011 se poprvé objevila v jeho antologickém hororovém seriálu „American Horror Story“, konkrétně v první řadě „Murder House“, kde ztvárnila postavu Billie Dean Howard. Její výkon zaujal natolik, že se stala jednou z klíčových hereček a objevila se téměř ve všech následujících řadách, přičemž v každé ztvárnila jinou, často velmi komplexní a odlišnou postavu. Mezi její nezapomenutelné role v AHS patří Lana Winters v „Asylum“, Cordelia Foxx v „Coven“, Bette a Dot Tattler v „Freak Show“, Sally McKenna v „Hotel“, Audrey Tindall v „Roanoke“ a Ally Mayfair-Richards v „Cult“. Za své výkony v „American Horror Story“ získala několik nominací na cenu Emmy. Kromě AHS se Paulson objevila v dalších Murphym produkovaných projektech. V roce 2012 si zahrála ve filmu „Game Change“. Skutečným vrcholem její kariéry se však stala role žalobkyně Marcii Clark v minisérii „American Crime Story: The People v. O. J. Simpson“ (2016). Za tuto precizní a emocionálně nabitou ztvárnění si odnesla cenu Emmy za vynikající herečku v hlavní roli v minisérii nebo televizním filmu a také Zlatý glóbus ve stejné kategorii. V téže dekádě se objevila i v kritikou oceňovaných filmech jako „Martha Marcy May Marlene“ (2011), „12 let v řetězech“ (2013), „Carol“ (2015) a „Skleněný“ (2019). Její herecký rozsah a schopnost transformace byly opakovaně zdůrazňovány kritiky i diváky.
Sarah Paulson si udržela vysoké pracovní tempo i v druhé polovině desátých let a na začátku dvacátých. V roce 2018 si zahrála v úspěšném heist filmu „Debbie a její parťačky“ (Ocean’s 8) po boku Sandry Bullock a Cate Blanchett. V roce 2020 se vrátila ke spolupráci s Ryanem Murphym v psychologickém hororovém seriálu „Ratched“ pro Netflix, kde ztvárnila titulní postavu zdravotní sestry Mildred Ratched, známé z románu „Přelet nad kukaččím hnízdem“. Za tuto roli si opět vysloužila nominaci na Zlatý glóbus. V témže roce si zahrála v thrilleru „Run“, který byl velmi úspěšný na streamovací platformě Hulu. Její schopnost hrát silné, často komplikované ženské postavy, se stala jejím poznávacím znamením. Paulson je známá také svým otevřeným přístupem k osobnímu životu. Od roku 2015 je ve vztahu s herečkou Holland Taylor, která je o 32 let starší. Jejich vztah se stal předmětem zájmu médií, ale Paulson o něm vždy mluvila otevřeně a s respektem, odmítajíc konvenční představy o věkovém rozdílu ve vztazích. Předtím měla vztah s herečkou Cherry Jones. Paulson je aktivní zastánkyní práv LGBTQ+ komunity a často se vyjadřuje k sociálním otázkám. Pokračuje v práci na zajímavých projektech, přičemž si vybírá role, které jí umožňují prozkoumávat různé aspekty lidské povahy a hereckého řemesla.