Susan Sarandon wurde als Susan Abigail Tomalin am 4. Oktober 1946 in Edison (New Jersey, USA) geboren.
Sie entstammt einer gläubigen katholischen Familie, deren Vorfahren aus Wales und Italien eingewandert waren. Nachdem sie den High-School-Abschluss in Edison erlangt hatte, nahm sie 1964 ein Studium der Anglizistik, Philosophie und Militärstrategie an der Catholic University in Washington D.C. auf. Während des Studiums lernte sie den Schauspieler Chris Sarandon kennen, den sie 1967 heiratete. Susan Sarandon schloss dann die Studien, die sie sich durch Nebenjobs finanzierte, 1968 mit dem Bachelor of Arts in Literatur und Theater ab. Zugleich begann sie bereits einige Rollen für das Theater zu übernehmen.
Im Jahr 1970 spielte sie in „Joe – Rache für Amerika“ ihre erste Filmrolle. Einem größeren, auch internationalen Publikum wurde die Schauspielerin 1975 bekannt, als sie in dem Kultfilm „The Rocky Horror Picture Show“ in der Rolle der „Jane“ zu sehen war. Nachdem sich Sarandon von ihrem ersten Ehemann 1979 getrennt hatte, ging sie eine Affäre mit Louis Malle ein. Für den französischen Regisseur spielte sie in den beiden Filmen „Pretty Baby“ (1978) und „Atlantic City“ (1981), für den sie eine Oscar-Nominierung erhielt. Sarandon löste sich bald wieder von Malle, um mit dem italienischen Drehbuchschreiber Franco Amurri zusammenzukommen, mit dem sie eine gemeinsame Tochter namens Eva hat. 1988 heiratete die Schauspielerin in zweiter Ehe den Regisseur und Schauspieler Tim Robbins, mit dem sie die Söhne Miles Guthrie und Jack Henry bekam.
Im Kino der 1980er Jahre war Sarandon weiterhin an der Seite von Catherine Deneuve in „The Hunger“ (1983) und mit Jack Nicholson in „Die Hexen von Eastwick“ (1987) zu sehen. Im Jahr 1991 folgte der Roadmovie „Thelma & Louise“ von Ridley Scott, die der Schauspielerin eine weitere Oscar-Nominierung bescherte. „Es war damals revolutionär, zwei Frauen zu zeigen, die nicht verfeindet sind und zusammen einfach Spaß auf der Leinwand haben“, schaute Sarandon im Juni im Interview mit dem „Hollywood Reporter“ auf die Dreharbeiten vor drei Jahrzehnten zurück. Das feministische Roadmovie war ein Kassenhit und setzte 1991 mit starken Frauenrollen neue Maßstäbe.
Noch eine erhielt Sarandon für ihre Leistung in „The Client“ (1993). Für ihre herausragende darstellerische Leistung in dem von ihrem Ehemann inszenierten Drama „Dead Man Walking“ (1996) wurde Sarandon mit dem Oscar für die „Beste weibliche Hauptdarstellerin“ ausgezeichnet. Sarandon engagiert sich stark im sozialen und politischen Bereich. Seit 1999 wirkt sie als Sonderbotschafterin von UNICEF.
Neben ihrer Film-Karriere steht Sarandon inzwischen aber häufiger als Aktivistin im Rampenlicht. Auf ihrer Twitter-Seite führt sie diese Reihenfolge auf: „Mutter, Aktivistin, Schauspielerin“. Die dreifache Mutter (seit 2014 auch Großmutter) und liberale Demokratin macht sich seit Jahren gegen die Todesstrafe, für das Recht auf Abtreibung und für eine umfassende Krankenversicherung stark. Im US-Präsidentschaftswahlkampf ergriff sie klar für den linken Bernie Sanders Partei. Sie ist oft bei Protesten dabei.