שרה נתניהו נולדה בנובמבר 1958 בטבעון, נשואה לבנימין נתניהו ואם ליאיר בן 18 חייל בדובר צה"ל ואבנר בן 15 תלמיד בתיכון שליד האוניברסיטה. חתן התנ"ך של ישראל לשנת תש"ע, וסגן שני לחתן התנ"ך העולמי תש"ע.

בת לחוה ז"ל ולשמואל בן ארצי יבל"א משורר וסופר, מותיקי המורים והמחנכים בישראל. אחות למתניה, חגי ואמציה., שלושתם חתני התנ"ך של ישראל.
שרה נתניהו היא פסיכולוגית ילדים מומחית בשרות הפסיכולוגי של עיריית ירושלים.

תיכון:
1974-1977
סיימה לימודי תיכון בתיכון ע"ש גרינברג בטבעון. כתלמידת תיכון נבחרה לקורסי העשרה בתוכנית למחשבים בטכניון בחיפה במסגרת תכנית לתלמידים מחוננים.  כמו כן הייתה שרה נתניהו בשנים הללו  כתבת נוער של שבועון "מעריב לנוער".

צבא:
1977-1979
שרות צבאי: שירתה כמאבחנת פסיכוטכנית (באמ"ן). במסגרת זו אבחנה חיילים וחיילות לקורסים וליחידות מיוחדות ונבחרות בצבא ובשירות הביטחון.

לימודים אקדמיים:
1979-1984
לימודים לתואר ראשון בפסיכולוגיה באוניברסיטת תל אביב (B.A).

במסגרת הלימודים: עבודת פרקטיקום הכוללת עבודה במחלקת שיקום בבית חולים תל השומר ובמחלקה הסגורה בבית חולים אבארבאנל בבת ים.
כמו כן עבדה כמאבחנת פסיכוטכנית לילדים מחוננים אצל אריקה לנדאו, איבחון במרכז שיקום מקצועי של משרד העבודה – ועוד. (עבודות כסטודנטית)

לימודים לתואר שני באוניברסיטה העברית בירושלים (M.A):
1984-1985
מסגרת הלימודים לתואר שני כללה, בין היתר,  עבודת פרקטיקום  והתערבות  פרטנית עם ילדים והורים  והתערבות מערכתית  בבתי הספר.

כתיבת תזה מחקרית: כתיבת תזה מחקרית בנושא בדיקת המהימנות הפסיכו דיאגנוסטית של מבחן ה-   WISC-R.

בזמן לימודיה לתואר שני עבדה כדיילת אוויר בחברת אל על.

1996
סיום כתיבת התזה המחקרית וקבלת התואר השני M.A בהצלחה בפסיכולוגיה באוניברסיטה העברית בירושלים.

פעילות ציבורית:
1995-1999
פעילות ציבורית התנדבותית במסגרת תפקידה כרעיית ראש הממשלה במספר גופים וארגונים: יו"ר ארגון "יד ביד" לילדים במצוקה, נשיאת ארגון "צעד קדימה" לילדים משותקי מוחין, עזרה לארגונים נוספים כגון "יתד", מיט"ל, מכון פוירשטיין, עמותות לילדים חולי סרטן, מקלטים לנשים מוכות ועוד.

עבודה מקצועית:
משנת 2000 ועד היום
שרה נתניהו חזרה לעבודה מעשית בשרות הציבורי כפסיכולוגית ילדים. במסגרת עבודתה עוסקת באבחונים וטיפולים פסיכולוגיים של ילדים , ושאר העבודות הנדרשות מפסיכולוג חינוכי במסגרות חינוכיות שונות ובתחנה של השירות הפסיכולוגי.
שרה נתניהו היא רעיית ראש רה"מ הראשונה, שגם בתפקידה כרעיית רה"מ מכהן ממשיכה לעבוד כעובדת מן המניין בעייריה במקצועה כפסיכולוגית ילדים מומחית.