Susan Sarandon est élevée au sein d'une famille catholique. Scolarisée chez les nonnes, son enfance est placée sous le signe d'un conservatisme écrasant dont elle brave très tôt les fondements par une attitude rebelle. Après avoir été diplômée de l'Université Catholique d'Amérique en anglais et en théâtre, Susan Sarandon partage ses débuts de carrière entre mannequinat et petits rôles, sur scène et à la télévision.

Elle obtient son premier rôle au cinéma en 1970 dans Joe c'est aussi l'Amerique de John G. Avildsen. Sa carrière est prolifique mais discrète jusqu'en 1975, où la reconnaissance intervient avec deux films très différents. Dans La Kermesse des aigles, elle incarne le jeune amour de Robert Redford, alors que dans le très culte The Rocky Horror Picture Show, comédie musicale gothique très décalée, elle campe une jeune femme innocente pervertie par un transsexuel érotomane.

En 1979, son compagnon Louis Malle la dirige dans La Petite et Atlantic City, mais sa carrière connaît un vrai tournant sept ans plus tard avec Les Sorcieres d'Eastwick, où elle donne la réplique à Jack Nicholson et Michelle Pfeiffer. En 1988, son rôle de femme sexy vieillissante et fan de baseball dans Duo à trois, aux côtés de Kevin Costner et de son futur mari Tim Robbins, met en lumière une actrice qui affiche son âge avec fierté.

La consécration arrive en 1991 pour Susan Sarandon qui, sous la direction de Ridley Scott, incarne la Louise de l'équipée féminine tragique Thelma et Louise. Surfant sur la vague du succès, elle enchaîne avec Lorenzo, Le Client, puis La Dernière Marche en 1995, où son rôle de soeur accompagnant jusqu'à la mort un Sean Penn condamné à la peine capitale lui rapporte l'Oscar de la Meilleure actrice.

Dès lors, Susan Sarandon donne de plus en plus de légèreté à ses rôles. Mère de famille aigrie par son divorce dans le mélodrame Ma meilleure ennemie (1998), elle devient une femme rangée et conservatrice qui retrouve ses délires adolescents dans Sex fans des sixties (2001). En 2003, en femme fatale d'âge mûr, elle fait craquer l'Irrésistible Alfie incarné par Jude Law et joue dans la comédie Shall we dance ?, aux côtés de Richard Gere et Jennifer Lopez.

Mère d'Orlando Bloom dans Elizabethtown (2005), Susan Sarandon revient à un cinéma plus conforme à son engagement militant via Dans la vallée d'Elah de Paul Haggis (2007). On la retrouvera plus tard dans quelques autres projets d'envergure, le blockbuster Speed Racer des frères Wachowski ou encore Lovely Bones (2008) de Peter Jackson (2009).