Proclamata attrice televisiva canadese ha conquistato l'America partendo dal piccolo schermo dove ha inizialmente avuto un ruolo secondario nel serial della HBO Arli$$, seguito da quello di co-protagonista in Grey's Anatomy, riuscendo a vincere un Golden Globe per il suo ruolo dell'incantevole quanto cinica dottoressa Cristina Yang. Cinematograficamente, si è fatta notare nel pessimo Sotto il sole della Toscana e per il ben più significativo Sideways - In viaggio con Jack.

Doppiatrice e poi attrice televisiva
Nata in un quartiere di Nepean, vicino a Ottawa, in Canada, Sandra Oh è figlia di due immigrati coreani della middle-class di nome Joon-Soo e Young-Nam, che arrivarono nella nazione canadese agli inizi degli Anni Sessanta. Suo padre è un uomo d'affari, mentre sua madre è una biochimica. Cresce con i suoi fratelli Ray e Grace a Camwood Crescent, dove comincia a studiare recitazione e danza classica. All'età di 10 anni, è già sopra un palcoscenico per interpretare Il mago di Woe nel musical scolastico "The Canada Goose". Dopo aver frequentato la Sir Robert Borden High School, fonda l'Environmental Club BASE contro l'uso dello styrofoam. Flautista e ballerina, non vuole assolutamente intraprendere la carriera di danzatrice, preferendo sempre e solo quella di attrice. Entrata nei Canadian Improv Games e nel gruppo comico degli Skit Row High, contro il parere dei propri genitori, rifiuta di studiare giornalismo alla Carleton University come volevano i suoi genitori per proseguire la sua istruzione in arte drammatica nel prestigioso National Theatre School of Canada di Montreal. Se la cosa non dovesse funzionare, promette ai genitori di tornare a scuola. Dopo la laurea al National Theatre School nel 1993, comincia a lavorare a teatro diretta da David Mamet in "Oleanna". Dopo questo buon successo si avvicina al mondo della televisione, nella speranza di trovare qualche ingaggio, forte del fatto di essere poliglotta (parla coreano, inglese, francese e spagnolo). La sua grande occasione non è però nella recitazione, ma nel doppiaggio dei cartoni animati. Presterà la voce al cortometraggio animato di Marc F. Voizard The Journey Home (1989), seguito da qualche episodio di The Proud Family (2001-2002); American Dragon - Jake Long (2006-2007); Phineas and Ferb (2008); American Dad! (2005-2007) e il lungometraggio animato Quantum Quest: A Cassini Space Odyssey (2009). Televisivamente, apparirà invece nel telefilm Denim Blues (1989) di Dick Cooper, poi reciterà in un buon numero di fiction canadesi (School's Out, 1992, di Kit Hood e altre ancora). Chiamata a lavorare in America, appare in vari telefilm (Colomba solitaria, Kung Fu - La leggenda, Popular, Six Feet Under, Giudice Amy), fino al ruolo di Rita Wu in Arli$$ (1996-2002) e quello della Dott.ssa Cristina Yang nel medical-drama Grey's Anatomy (2005-2001) con Ellen Pompeo, Justin Chambers, Chandra Wilson, Patrick Dempsey, Katherine Heigl, Sara Ramirez, Eric Dane, T.R. Knight, Kevin McKidd e Isaiah Washington. Inizialmente, si era presentata ai provini per il ruolo della Dott.ssa Bailey, ma la produzione era rimasta colpita da quanta attenzione e razionalità l'attrice avesse, trovandola così perfetta per il personaggio estremamente competitivo e privo di scrupoli della Yang che le farà ottenere varie candidature agli Emmy Award e un Golden Globe come miglior attrice non protagonista.

I film
Il debutto cinematografico avviene nel 1994, quando Mina Shum la inserisce nella pellicola Double Happiness. A seguire parteciperà a Mr. Bean - L'ultima catastrofe (1997) con Burt Reynolds e a Last Night (1998), pellicola di fantascienza con David Cronenberg, che fu scritta apposta per lei dal regista Don McKellar. Sandra Oh appare anche in: Pretty Princess (2001) con Julie Andrews; Full Frontal (2002) con Julia Roberts e Terence Stamp; Sotto il sole della Toscana (2003) con Mario Monicelli; e soprattutto Sideways - In viaggio con Jack (2004) di Alexander Payne con Paul Giamatti e Virginia Madsen, dove vestirà i panni della motociclista Stephanie (per questo ruolo imparò veramente ad andare in moto), amante di Jack (Thomas Haden Church). Notevolissima anche nel personaggio di Mrs. Tokuda nella pellicola Hard Candy (2005), recita con Robin Williams in Una voce nella notte (2006), in Ramona and Beezus (2010) e in Rabbit Hole (2010) con Nicole Kidman.

Vita privata
Sandra Oh è vegana ed è stata sposata dal 1° gennaio 2003 al 21 dicembre 2006 con il regista Alexander Payne, conosciuto sul set di Sideways. Dopo il divorzio, la Oh ha avuto una relazione con il batterista degli Hereafter, Andrew Featherston.