Pendant plus de vingt ans, elle a été harpe solo du Royal Concertgebouw Orchestra d'Amsterdam et de l'Orchestre philharmonique de Munich. En 2014, elle a choisi de se consacrer à l'enseignement ; elle est aujourd'hui professeure de harpe à la Haute école des arts de Zurich et à l'Académie de musique de Bâle, et ses étudiant·e·s sont lauréat·e·s de concours internationaux et titulaires de postes d'orchestre. Elle a auparavant enseigné au Mozarteum de Salzbourg et au Conservatoire de Rotterdam, et donné des classes invitées à Munich, Amsterdam, à l'Académie Sibelius d'Helsinki et à la Juilliard School de New York.

Sarah O'Brien a étudié au Conservatoire de Genève auprès de Catherine Eisenhoffer, obtenant un premier prix de virtuosité en 1991, puis auprès de Pierre Jamet à Paris et de Susann McDonald à l'Université d'Indiana. En soliste, elle s'est produite avec le Royal Concertgebouw Orchestra sous la direction de Bernard Haitink et l'Orchestre philharmonique de Munich sous celle de Hartmut Haenchen, collaborant avec des chefs tels que Zubin Mehta, Riccardo Chailly et Christian Thielemann. De 1988 à 1998, elle a été la harpiste du Sabeth Trio de Bâle.