Sandra Bullock nasceu perto de Washington, DC, de mãe alemã, Helga Meyer (1942–2000), cantora de ópera, e de professor de canto do Alabama, John Bullock (1925–2018).[6][7][8][9]. Ela também tem uma irmã mais nova, Jesin, que se tornou advogada.[10] Até os doze anos, Sandra viveu principalmente na cidade de Nuremberg, na Alemanha, onde frequentou a escola Steiner (Waldorf) “An der Steinplatte”[11], estudou balé e, também, tendo boas habilidades vocais, desempenhou pequenos papéis nas produções em que participava sua mãe[6]. Às vezes, a família morava em Salzburgo e Viena[12]. Na Alemanha, Bullock frequentou uma escola de língua inglesa e foi uma das alunas mais bem-sucedidas.