Elle est passée par le Cours Florent.

Mariée à Vincent Lindon depuis 1998, ils ont une petite fille prénomée Suzanne mais sont désormais séparés.

Elle a été nominée pour le César du meilleur espoir féminin en 1995 pour Les Patriotes, qu'elle a remporté en 1996 pour En avoir (ou pas).

L'année suivante, son interprétation dans Un héros très discret lui vaut une nomination pour le César de la meilleure actrice dans un second rôle.

Elle a également été nominée deux fois pour le César de la meilleure actrice en 1999 pour A Vendre et en 1998 pour Le Septième ciel.

Elle a enfin reçu le Prix Romy Schneider en 1995.

C'est encore une actrice de théâtre ; en 1997, elle a même reçu le Molière de la révélation théâtrale pour Le roman de Lulu.

Elle a sorti le 14 mars 2005 son 1er album en tant que chanteuse : "Manquait plus qu’ça".

Filmographie de Sandrine Kiberlain

1986 : Cours privé, de Pierre Granier-Deferre
1986 : On a volé Charlie Spencer !, de Francis Huster
1990 : Milena, de Vera Belmont
1990 : Cyrano de Bergerac, de Jean-Paul Rappeneau
1991 : Des filles et des chiens, de Sophie Fillières
1992 : Sexes faibles, de Serge Meynard
1992 : Emma Zunz, de Benoît Jacquot
1992 : L'Inconnu dans la maison, de Georges Lautner
1992 : L'Instinct de l'ange, de Richard Dembo
1992 : Comment font les gens, de Pascale Bailly
1992 : Les gens normaux n'ont rien d'exceptionnel
1993 : Les Patriotes, d'Éric Rochant
1993 : L'Irrésolu, de Jean-Pierre Ronssin
1994 : Tom est tout seul, de Fabien Onteniente
1995 : En avoir (ou pas), de Laetitia Masson
1995 : Beaumarchais, l'insolent, d'Edouard Molinaro
1995 : Un Héros très discret, de Jacques Audiard
1996 : Quadrille, de Valérie Lemercier
1996 : L'Appartement, de Gilles Mimouni
1997 : Le Septième Ciel, de Benoît Jacquot
1997 : À vendre, de Laetitia Masson
1998 : Rien sur Robert, de Pascal Bonitzer
1999 : Love Me, de Laetitia Masson
1999 : La Fausse Suivante, de Benoît Jacquot
2000 : Tout va bien, on s'en va, de Claude Mouriéras
2001 : Betty Fisher et autres histoires, de Claude Miller
2001 : C'est le bouquet !, de Jeanne Labrune
2002 : Filles uniques, de Pierre Jolivet
2002 : Après vous, de Pierre Salvadori
2004 : Un petit jeu sans conséquence, de Bernard Rapp