Alors que Sally Field, fille de l'actrice Margaret Field, suit les cours d'art dramatique de la Columbia, elle est choisie en 1965 pour jouer dans une série télévisée très guillerette, Gidget. Deux ans plus tard, elle fait ses débuts au cinéma dans La Route de l'ouest au côté de Kirk Douglas et Robert Mitchum. Cependant, dans les années 60 et 70, sa carrière se poursuit essentiellement à la télévision, notamment dans la série Flying Nun. De 1967 à 1970, elle y incarne Soeur Bertille, une nonne au grand coeur, qui se sert de son couvre-chef un peu particulier pour voler et aller secourir autrui. En 1973, l'actrice arrête de tourner et s'inscrit alors à l'Actor's Studio où elle étudie pendant deux ans.

En 1976, Sally field revient sur les écrans avec la comédie dramatique Stay hungry dirigée par Bob Rafelson puis continue sur cette nouvelle voie avec le téléfilm Sybil inspiré de l'histoire vraie de Sybil Dorsett qui, après avoir vécu une enfance très douloureuse, avait développé 17 personnalités différentes. Ce personnage lui permet de remporter un Emmy. Malgré les succès critiques, elle devient moins populaire auprès d'un public dérouté par ce brusque changement de registre. En compagnie de Burt Reynolds dont elle partage la vie pendant plusieurs années, elle tourne alors trois films entre 1978 et 1979. La Fureur du danger en particulier lui donne l'occasion de rendre une sorte d'hommage à son beau-père, Jock Mahoney, cascadeur des années 40 et 50.

En 1979, le metteur en scène Martin Ritt lui propose le rôle principal de Norma Rae. Grâce à ce personnage d'ouvrière textile dans l'Alabama, elle obtient en 1979 le prix d'interprétation féminine lors du Festival de Cannes et l'année suivante l'Oscar. Sally Field obtient une reconnaissance internationale qui lui permet d'enchainer des films de premier plan comme Absence de Malice (1982) dans lequel elle joue une journaliste très ambitieuse, ou bien encore la comédie Kiss me goodbye (id.). En 1984, elle remporte son second Oscar pour Les Saisons du coeur. Durant cette période faste, elle fonde sa maison de production, Fogwood Films. Elle tourne alors dans des films plus légers comme la comédie romantique Murphy's romance en 1986, la satire sur les comédiens Le Mot de la fin en 1988, puis Potins de femmes en 1989, dans lequel elle partage l'affiche avec une jeune actrice encore débutante : Julia Roberts. Elles se croisent à nouveau en 1991 pour Le Choix d'aimer, premier film que Sally Field produit sans y apparaître.

Au début des années 90, elle est à l'affiche de deux très gros succès. En effet, elle joue l'épouse de Robin Williams dans Madame Doubtfire (1993) puis la mère de Tom Hanks dans Forrest Gump (1994). Deux années plus tard, la comédienne se lance dans la mise en scène avec le téléfilm familial L'Arbre de Noël et en 2002, elle réalise son premier film pour le cinéma : Beautiful. Dans les années 2000, elle s'illustre plus particulièrement à la télévision en incarnant sporadiquement, entre 2000 et 2006, la mère bipolaire du personnage de Maura Tierney dans la série Urgences, rôle qui lui vaut un deuxième Emmy en 2001. Mais c'est surtout grâce à son personnage de matriarche veuve du clan Walker dans Brothers & Sisters (2006-2011) qu'elle conquiert le petit écran et décroche son troisième Emmy en 2007.

Une fois la série terminée, Sally Field se tourne à nouveau vers le cinéma : en 2012, à 65 ans, elle change une fois de plus de registre en se glissant dans la peau de la tante qui a élevé Peter Parker dans le blockbuster ultra attendu The Amazing Spider-Man.