Giovane attrice prodigio romana di notevole talento, Sara Ciocca nasce da genitori molisani e comincia a recitare già all'età di 10 anni, quando Alessia Gatti la sceglie per un ruolo nel suo cortometraggio Radici.
L'anno seguente, debutta sul grande schermo nella pellicola comica di Alessandro Siani Il giorno più bello del mondo (con il quale tornerà a lavorare nel 2012 in Chi ha incastrato Babbo Natale?). Lo stesso anno, sarà diretta da Ferzan Özpetek in La dea fortuna (guarda la video recensione), dove vestirà i panni di Martina, una dei due bambini affidati temporaneamente alla coppia formata da Arturo e Alessandro (Stefano Accorsi ed Edoardo Leo), mentre la loro madre (Jasmine Trinca) è ricoverata in ospedale.
Nel 2020, ha un piccolo ruolo nella commedia d'avventura cappa e spada Tutti per 1 - 1 per tutti di Giovanni Veronesi, passando poi al più drammatico e grottesco America Latina (2021) di Damiano e Fabio D'Innocenzo. Molto più leggero e divertente il ruolo di Salmetta, una piccola vampira, nella commedia di Volfango De Biasi Una famiglia mostruosa (2021) e nel suo sequel Un matrimonio mostruoso (2023).

Da domani la vedremo al cinema nel film di Margherita Ferri Il ragazzo dai pantaloni rosa.