Fille d'un acteur de théâtre[3] et d'une chanteuse d'opérette[4], Sarah Duhamel débuta sur scène dès l'âge de 3 ans. À l'affiche de divers théâtres parisiens à partir de 1889 (Théâtre Libre, Gymnase, Odéon, Folies-Dramatiques, Menus-Plaisirs), elle débute à l'Eldorado en 1893 comme chanteuse[5] puis entame une tournée en Italie et dans le Midi de la France qui durera deux ans. De retour à Paris en 1895, elle se produit dans diverses revues de cafés-concerts avant d'être engagée en 1910 par le réalisateur Romeo Bosetti chez Pathé frères où elle va interpréter essentiellement les rôles-titres des séries comiques Rosalie et Pétronille jusqu'en 1916. À cette date, Romeo Bosetti, blessé de guerre, abandonne le cinéma. Après la guerre, la carrière de Sarah Duhamel se fera plus discrète tant au théâtre qu'au cinéma.
Décédée à l'âge de 53 ans[6], ses cendres ont été déposées le au Cimetière du Père-Lachaise (90e division) de Paris[7] aux côtés de son mari, l'acteur et auteur dramatique Édouard Schmit dit Darmaine (1884-1972) avec lequel elle s'était mariée en 1915, et de sa sœur Louise Jeanne Bibiane Duhamel (1870-1910), chanteuse d'opérette connue sous le nom de Biana Duhamel[8].
1895 : Paris-Sensuel, revue en 2 actes de Léon Némo[11] et A. Bural, au Divan japonais () : la commère
1896 : Les Bibelots du diable, féerie-vaudeville en 3 actes et 16 tableaux de Théodore Cogniard et Clairville, aux Folies-Bergère de Rouen (septembre) : Risette[12]
Catalogue français des films de fiction de 1908 à 1918 de Raymond Chirat et Éric Le Roy, Cinémathèque française, librairie du Premier Siècle du Cinéma, 1995.