Cuando Bullock ya fue adolescente, y fue a la secundaria, fue motivo de burlas entre todos sus compañeros por tener pequeños pechos, pero a ella no le importaba pues usaba el humor como autodefensa.
Sus padres se instalaron de nuevo en Washington, y ella estudió interpretación en la East Carolina University. Abandonó su carrera prematuramente, con la aprobación de sus padres, para actuar en teatro. A tal efecto se instaló en Nueva York, donde contrariamente a sus planes consiguió ofertas para actuar en televisión. Sus primeras interpretaciones fueron bien recibidas, por lo que pronto consiguió un papel en el cine.
Durante los seis años siguientes Bullock estuvo actuando en el cine e intervino en varias producciones para la televisión sin llegar a ser conocida por el gran público. Finalmente, en 1994 consiguió un éxito enorme con la película Speed (Máxima velocidad). A partir de entonces se la ha considerado una estrella del cine. Al mismo tiempo es una excelente actriz, capaz de actuar con naturalidad en papeles dramáticos y de comedia. Bullock se toma en serio su profesión y se prepara para sus papeles. Para la preparación de 28 días, en la que interpreta a una adicta alcohólica, pasó algún tiempo en una institución de rehabilitación a fin de conocer la realidad de estos enfermos. Por lo demás, Bullock ha sido en varias ocasiones co-productora de sus películas, y ha dirigido también un mediometraje de 40 minutos llamado "Making Sandwiches".
Durante el periodo 2000-2003 se la relacionó sexualmente con una mujer, de a quí a la possible bisexualidad de esta. Sandra Bullock sigue interviniendo de vez en cuando en mini-series y películas de televisión, y presta también su voz en películas de animación, como El príncipe de Egipto. Pasa varios meses al año en Austin, en el estado de Texas, donde tiene una casa.