Attrice. Settima di undici fratelli, debutta nel cinema ancora adolescente con una piccola parte nel "Tempo delle mele 2", grazie al padre di una delle sue compagne di scuola che si occupa del casting dei figuranti. Accompagnando la sorella maggiore Lydia ad un provino, conosce il regista Maurice Pialat, che la sceglie per il ruolo di protagonista in "Meutrières", progetto che poi viene abbandonato. Ma Pialat non si dimentica di lei e la sceglie per "Ai nostri amori" (1983). La sua interpretazione le fa vincere un César come migliore attrice giovane, diventando una star nel suo Paese. Due anni più tardi Sandrine vince il suo secondo César, come migliore attrice per "Senza tetto né legge" di Agnès Varda. Nel 1995 vince a Venezia la Coppa Volpi come migliore attrice, ex aequo con Isabelle Huppert, per "Il buio nella mente" di Claude Chabrol. E' stata legata sentimentalmente all'attore William Hurt, conosciuto nel 1991 sul set de "La peste" di Luis Puenzo, dal quale ha avuto una figlia, Jeanne.