É natural de Lisboa, onde nasceu no dia 27 de Fevereiro de 1979.  Com 7 anos começa a aprender piano na Academia de Amadores de Música, segue-se o Conservatório Nacional de Lisboa, onde estuda não só piano como também canto. Mais tarde, estuda pintura durante dois anos na Faculdade de Belas Artes de Lisboa que troca pelo ISPA, onde se licencia em Inserção e Reabilitação Social.

Após conhecer a pianista Paula Sousa, inscreve-se nas aulas do Hot Clube de Portugal e começa a usar a voz como instrumento e a improvisar.  Em 2005, vai estudar na Berklee College of Music, em Boston, três anos depois, muda-se para Nova Iorque onde fica a residir. Lá estuda com Ed Tomassi, Dave Santoro, Dominique Eade, Mili Bermejo, entre outros. 

 Sara Serpa já editou oito discos. O primeiro intitulava-se Praia (Inner Circle Music), resultado dos três anos que viveu em Boston.

O seu mais recente álbum é deste ano e chama-se Close-up (Clean Feed), com Ingrid Laubrock no saxofone e o violoncelista Erik Friedlander, ilustrado pelo português Travassos (que também ilustrou All the Dreams, de 2016).

"Literalmente, ela soa como se cantasse sempre que fala", escreveu a All About Jazz. "Serpa possui um preternatural cool, injetando uma leve sofisticação e graça melódica em tudo o que toca", escreveu Peter Margasak, do Chicago Reader. "Ms. Serpa é cool all over, do conceito à execução", escreveu Ben Ratliff, do The New York Times.

Ao longo da sua carreiro colaborou com diversos artistas, nomeadamente Osby, Ran Blake e John Zorn e foi a primeira portuguesa a actuar em Nova York na Village Vanguard.