Сандра Рут Липсиц родилась в Питтсбурге, штат Пенсильвания, 22 июня 1944 года. Её отец — Питер Липсиц — был почтовым служащим, а мать — Лиллиан Липсиц — работала секретарём.
В начальной школе Сандра настаивала на том, чтобы носить штаны (а посещала она ортодоксальную еврейскую школу), и отказ носить юбку чуть не привел к её исключению. Этот ранний опыт, по мнению её биографов, предопределил научные интересы Сандры Бем к вопросам гендерных ролей, сексуальности и андрогинности.Сандра поступила в Технологический институт Карнеги, где 1965 году познакомилась с молодым профессором по имени Дэрил Бем.
Она попросила Бема контролировать её независимые исследования, и между ними завязались романтические отношения. Они поженились 6 июня 1965 года, когда Сандре было всего 20 лет, у них родились двое детей — Эмили и Джереми. Впоследствии пара разошлась, но оба они по-прежнему участвовали в жизни детей и остались друзьями и коллегами.Через четыре года после того, как у неё была диагностирована болезнь Альцгеймера, Сандра Бем решила покончить жизнь самоубийством, пока болезнь не стала слишком изнурительной.
В её последние дни рядом с ней находился 75-летний Дэрил Бем.
Она умерла во сне 20 мая 2014 года, в возрасте 69 лет в своем доме в Итаке, штат Нью-Йорк.