Nata il 6 novembre 1792 a Charleston, in South Carolina, Sarah era sesta in ordine di nascita e primogenita di sesso femminile di quattordici figli. Il padre, John Faucheraud Grimké – magistrato proprietario di piantagioni –, era il padrone assoluto della casa; la madre, Mary Smith – discendente diretta del primo governatore Thomas Smith –, era la figura di riferimento per le buone maniere e per l'immagine mondana della famiglia. In questo clima rigido e autoritario, Sarah maturò le proprie convinzioni antischiaviste e antisessiste. Fu infatti a causa del suo sesso di appartenenza che si vide negare l'educazione rivolta ai suoi fratelli e che provò una profonda delusione quando in età adolescenziale scoprì che non avrebbe mai potuto studiare diritto, in quanto donna. Un episodio che, invece, le rese evidente la questione schiavista fu la dura punizione che il padre inflisse alla sua schiava personale, quando scoprì che Sarah le stava insegnando a leggere la Bibbia: agli schiavi era preclusa un'educazione.

La morte del padre segnò una svolta nella vita di Sarah. Si trasferì a Philadelphia dove entrò nella Società degli Amici, convertendosi al quaccherismo nel 1821. Le motivazioni che la spinsero verso questa decisione furono fondamentalmente due: il suo innamoramento per il ministro del Fourth and Arch Street Meeting, Israel Morris, poi rifiutato al momento della proposta di matrimonio, e la sua vocazione di diventare ministra del culto, ruolo aperto anche alle donne, ma che, tuttavia, le venne negato quando, una volta entrata nel Meeting, si ebbe una scissione nell'ordine tra gli ortodossi, più tradizionalisti, e la neo controparte degli hicksiti, sostenitori del ruolo riservato alle donne all'interno della Società.

A causa del suo carattere chiuso e riservato, Sarah non divenne un'attivista fino agli anni Trenta, quando fu raggiunta dalla sorella minore, Angelina, nel 1829. L'arrivo della giovane Grimké determinò l'inizio del susseguirsi di eventi che portarono le due sorelle a raggiungere importanti traguardi. Angelina si schierò con gli hicksiti e si iscrisse per prima all'American Anti-Slavery Society (AASS) associazione radicale del movimento abolizionista che lottava per l'emancipazione e il riconoscimento della cittadinanza a tutti gli uomini neri nati in America. Nell'ambiente attivista fece la conoscenza di Theodore Weld, suo futuro marito, grazie al quale si associò alla Philadelphia Female Anti-Slavery Society (FASS) nel maggio 1835. Sollecitata dalla sorella, anche Sarah aderì alla FASS e si schierò con l'ala non-violenta di Weld. Grazie nuovamente ad Angelina, che raggiunse la fama con il suo Appeal to the Christian Women of the South – nel quale invitava le donne sudiste a liberare i loro schiavi –, le sorelle Grimké giunsero a New York nel 1836 per frequentare un corso per diventare agenti della FASS. Cominciò un periodo di orazioni pubbliche che vedevano in prima linea Angelina, Sarah dietro le quinte. Sarah iniziò a esporsi pubblicamente alla fine del '36, quando pubblicò il pamphlet Epistle to the Clergy of the Southern State nel quale evidenziava le contraddizioni tra le leggi degli stati del sud, i precetti biblici e lo schiavismo. Grazie alla crescente notorietà nel 1837 le sorelle intrapresero un tour oratorio in tutto il paese, che diede vita ad una serie di società femminili abolizioniste in numerose città. Fu però nel 1838 che le Grimké raggiunsero il risultato più importante: fu loro concessa un'audizione presso la Commissione dell'Assemblea Legislativa dello Stato del Massachusetts; era la prima volta che un organo legislativo apriva le porte al sesso femminile.

Lo stile di vita delle sorelle suscitò molte polemiche, anche da parte di donne come Catherine Beecher, fervente sostenitrice del femminismo domestico. Le critiche non tardarono ad arrivare anche dall'Associazione Generale dei Ministri Congregazionisti del Massachusetts (AGMCM) la quale denunciò, con la Pastoral Letter, le donne che si presentavano come riformatrici bibliche – proprio come le Grimké. La risposta a questa lettera fu scritta e pubblicata da Sarah nel 1838: le Letters on the Equality of the Sexes and the Condition of the Woman sono quindici lettere nelle quali essa conduce un'esegesi biblica vòlta a dimostrare l'errata interpretazione delle Sacre Scritture in termini di inferiorità femminile rispetto all'uomo. La tesi centrale sostenuta da Sarah in questo scritto è l'uguaglianza tra i sessi:

«Uomini e donne furono CREATI UGUALI; sono entrambi esseri morali e responsabili, e qualsiasi cosa è giusta per l'uomo, è giusta per la donna».

Le donne, trattate alla pari degli schiavi nelle famiglie, devono poter godere di diritti concreti, primo fra tutti quello all'autodeterminazione. È nell'accostamento donna-schiavo che Sarah Grimké si rivela essere in linea con il protofemminismo espresso da Olympe de Gouges e Mary Wollstonecraft, autrici le cui opere sono la base intellettuale dalla quale è partita l'argomentazione grimkiana.

Raggiunto un successo notevole con le Letters di Sarah, le sorelle si ritirarono dalla scena pubblica e si dedicarono, poi, alla gestione di una scuola mista aperta a tutti. Successivamente, le Grimké sottoscrissero i primi giornali femministi e Sarah divulgò l'opera di John Stuart Mill Subjection of Women, intrattenendo una corrispondenza con la compagna del filosofo, Harriet Taylor.

Sarah morì il 23 dicembre 1873, seguita dalla sorella Angelina sei anni dopo. Nonostante si ricordi più di frequente Sarah, per la sua opera sull'uguaglianza tra i sessi, entrambe le sorelle Grimké sono state figure molto importanti per la nascita del femminismo e per il movimento antischiavista. Con le loro orazioni pubbliche hanno offerto l'immagine della donna che si emancipa dalla schiavitù e prende finalmente voce per rivendicare il proprio potere. Fu grazie al loro esempio che Elisabeth Casy Stanton, Lucretia Mott e altre donne quacchere organizzarono la Convenzione di Seneca Falls nel 1848, che viene considerata l'evento natale del movimento femminista. Il merito di Sarah Grimké è stato quello di aver messo in discussione l'intero assetto sociale su cui si fondava l'America schiavista ottocentesca, minando attraverso la Bibbia l'apparato schiavista e la condizione delle donne e decretando l'inizio di una lotta per i diritti umani che dura ancora oggi.