Nata a Tunisi l'11 marzo 1933, Sandra Milo debutta nel 1955 accanto ad Alberto Sordi in "Lo scapolo". L'anno dopo recita, sempre con Alberto Sordi, e con Vittorio De Sica, in "Mio figlio Nerone" di Steno, e in "Mogli e buoi" con Gino Cervi e Walter Chiari. Nel 1957 è di nuovo al fianco di De Sica in "La donna che venne dal mare" e nel 1958 sul set di "Totò nella luna". La prima parte importante arriva però nel 1959 con "Il generale Della Rovere" di Roberto Rossellini. Ottiene poi ruoli di rilievo in pellicole come: "Asfalto che scotta" di Claude Sautet (1960), "Gli Scontenti" (1960), "Adua e le compagne" (1960), "Fantasmi a Roma" (1961), e, ancora diretta da Roberto Rossellini, "Vanina Vanini" (1961). Con Federico Fellini girerà i capolavori 8 ½" (1963) e "Giulietta degli Spiriti" (1965), ottenendo per ben due volte il Nastro d'Argento come Miglior Attrice Non Protagonista. Tra il 1963 e il 1968 è protagonista in dieci film, tra cui spiccano "Frenesia dell'estate" (1963) di Luigi Zampa, "La visita" di Antonio Pietrangeli (1963), e "L'ombrellone" di Dino Risi del 1968. Nel 1985, come conduttrice televisiva, è al timone dello show pomeridiano di Rai2 "Piccoli Fans", che andrà in onda fino al 1989. Nel 1990 arriva la conduzione di "L'amore è una cosa meravigliosa", sempre su Rai2 e nel 1991 approda a Mediaset dove conduce il quiz mattutino "Cari genitori" su Rete4. Sempre sulla stessa rete nel 1992 partecipa alla telenovela "La donna del mistero". Negli anni 2000 la troviamo come presenza fissa in tv nel programma pomeridiano "La vita in diretta", nei reality "Ritorno al presente (2005, Rai1) e "L'Isola dei famosi" (2010, Rai2). A teatro è in "8 donne e un mistero" (2006), mentre al cinema è nel film di Pupi Avati "Il cuore altrove" (2005), "Happy Family" di Gabriele Salvatores (2010), "W Zappatore" di Massimiliano Verdesca (2012), che gli è valso un premio come Miglior attrice protagonista al Brooklyn Film Festival, in "Impepata di nozze - sposarsi al sud è tutta un'altra storia" di Angelo Antonucci (2012) e in "Prima di lunedì" di Massimo Cappelli (2016).