Realiza estudios de secundaria y cursa seis años de música en el Conservatorio de La Habana. Ejerce el periodismo en el periódico estudiantil Mella y en el semanario HOY, domingo. Comienza a laborar en el ICAIC en 1961 como asistente de dirección. Colabora con Agnés Varda en el documental Saludos cubanos. De 1962 a 1963 filma algunas notas didácticas y en 1962 dirige su primer documental. Es promovida a directora de filmes de ficción y en 1974 realiza De cierta manera, su primer y único largometraje. Sara Gómez es la primera mujer cubana directora de cine; su temprana desaparición privó al cine cubano de un talento creador que, no obstante su juventud, ya había dejado una huella definida e imperecedera en su obra.
Filmografía
1962 Plaza vieja
1962 Solar habanero (para la serie Enciclopedia Popular)
1963 Historia de la piratería (nota didáctica)
1964 Iré a Santiago
1964 Cumbite (Asistente de dirección)
1965 El robo (Asistente de dirección)
1965 Excursión a Vueltabajo
1966 Guanabacoa: Crónica de mi familia
1967 ...Y tenemos sabor
1968 Una isla para Miguel
1968 En la otra isla
1969 Isla del Tesoro
1970 Poder local, poder popular
1971 Un documental a propósito del tránsito
1971 De bateyes
1972 Atención pre-natal
1972 Año uno
1973 Sobre horas extras y trabajo voluntario
1974 De cierta manera