Sarah Jones comenzó su carrera con un papel en Medical Investigation en el 2004, para luego aparecer en otros papeles de televisión antes de participar en la película para televisión de 2007, Murder 101: College Can Be Murder. Continuó apareciendo sobre todo en películas independientes e incluso ganó el Spirit of the Independent Award en el Festival Internacional de Cine de Fort Lauderdale al Mejor Reparto por Still Green (2007), que compartió con Ryan Kelley, Douglas España, Noah Segan, Paul Costa y el resto del elenco de la película. En el 2012 desempeñó el papel principal de la Detective Rebecca Madsen en la serie de J.J. Abrams, Alcatraz. Interpretó a Alison en la serie original de The Hulu, The Path (2016), y a Amelia Davenport en la serie Damnation de la cadena de la USA Network en 2017. Jones fue elegida para el papel principal de Tracy Stevens en el drama espacial For All Mankind creado y escrito por Ronald D. Moore para Apple TV+.