Sara Ali Khan, 12 Ağustos 1995'te Mumbai'de Mansoor Ali Khan Pataudi ve Sharmila Tagore'un oğlu Saif Ali Khan ile Hint film endüstrisinin aktörlerinden Amrita Singh'in kızı olarak dünyaya geldi. Pataudi ailesinin bir üyesi olan Pataudi, aynı zamanda Rukhsana Sultana ve Shivinder Singh Virk'in anne tarafından torunudur. İbrahim Ali Khan adında küçük bir erkek kardeşi vardır. Üvey kardeşi Taimur Ali Khan, Saif'in Kareena Kapoor ile olan ikinci evliliğinden olan oğludur. Khan, baba tarafından ağırlıklı olarak Bengali ve Pathan kökenli, anne tarafından ise Pencap kökenlidir.