Geboren wird Sasha Alexander unter dem Namen Suzana Drobnjakovic als Tochter eines Italieners und einer Serbin. Schon früh entdeckt sie ihre Liebe zur Schauspielerei. Für ihre Hauptrolle im Schultheaterstück "Baby" wird sie schon in der siebten Klasse gefeiert. Später steht die Schauspielerin vor allem mit klassischen Stücken auf der Theaterbühne und erspielt sich mit ihrer Darstellung der Katherine im Shakespeare-Stück "Der Widerspenstigen Zähmung" einen Studienplatz an der renommierten "Royal Shakespeare Company" in Großbritannien. Mit den ersten Schauspielerfolgen ändert sich auch ihr Name. Aus dem Mädchen mit dem schwer auszusprechenden Nachnamen wird Sasha Alexander: Sasha ist ihr Spitzname aus Kindertagen, Alexander heißt ihr Bruder.
Von der Theaterbühne springt Sasha Alexander Ende der Neunziger auf die Fernsehbildschirme. Ab jetzt stehen Rollen in mehreren Kult-Fernsehserien auf dem Steckbrief der Schauspielerin. In "Dawson´s Creek" spielt sie die ältere Schwester von Pacey, die sogar Dawson verführt und in der Krimiserie "Navy CIS" ist Sasha Alexander für zwei Staffeln als toughe Spezial-Agentin Caitlin Todd zu sehen.
Nach ihrem Ausstieg aus der Serie verschwindet die Schauspielerin erst einmal hinter die Kamera und übt sich als Regisseurin. Bei der Komödie "Lucky 13" führt Sasha Alexander nicht nur Regie und schreibt am Drehbuch mit, sie spielt kurzerhand auch noch selbst die Hauptrolle. Seit 2010 kehrt die Schauspielerin wieder zu ihren Wurzeln zurück und ist in der Fernsehserie "Rizzoli und Isles" als Gerichtsmedizinerin Maura Isles unterwegs. Gemeinsam mit Polizistin und Freundin Jane Rizzoli klärt sie Verbrechen bei der Mordkommission auf.
Seit 2007 ist Sasha Alexander mit Regisseur Edoardo Ponti verheiratet, dem Sohn von Schauspiellegende Sophia Loren. Zusammen haben sie eine Tochter und einen Sohn.