Sasha Grey grandit au sein d'une famille américaine défavorisée[2]. Alors qu’elle est encore très jeune, ses parents divorcent[2]. Sa mère se remarie en 2000, année des 12 ans de Sasha[2].
Elle reconnait être bisexuelle et avoir pour modèle Belladonna, avec qui elle tourne dans Fetish Fanatic #4 et dans The Awakening of Sasha Grey réalisé par Belladonna. Elle tourne des films gonzo, pratiquant le sado-masochisme et la sodomie. Elle a aussi tourné beaucoup de scènes fétichistes (menottée, ayant un rapport sexuel dans des toilettes, etc.). Elle est célèbre pour ses performances lors des scènes de fellation et de gorge profonde, qui lui ont valu l'AVN Award « Best Oral Sex Scene » (« meilleure fellation ») en 2008, pour le film Babysitters.
« Penthouse Pet » du mois de juillet en 2007, elle a tourné 130 films en 2 ans. Avec l’actrice Stoya, Sasha Grey incarne par ailleurs un nouveau genre pornographique, qui allie les pratiques extrêmes aux ambiances gothiques : l’Alt porn.
En 2010, elle interprète son propre rôle dans quelques épisodes de la saison 7 de la série Entourage. Elle tourne en février 2011 dans le clip « Space Bound » d'Eminem[4].
Elle officialise, le , sa retraite de l'industrie pornographique par un message sur Twitter et Facebook à l'attention de ses fans.
En , elle crée une polémique aux États-Unis pour avoir fait la lecture à des enfants de CP dans le cadre d'une opération de la Croix-Rouge américaine[5].
En 2013, Sasha Grey publie son premier roman, Juliette Society[6]. Le roman érotique raconte comment Catherine, le personnage principal, découvre la Juliette Society, un groupe fréquenté par les membres les plus riches de ce monde qui s'y rencontrent afin d'assouvir leurs fantasmes. Le livre fait ainsi référence au phénomène du porno-chic lancé par des films comme Derrière la porte verte et Gorge Profonde et qui a par la suite été représenté dans le cinéma grand public par Eyes Wide Shut de Stanley Kubrick. Ce porno-chic renvoie également au libertinage tel que décrit par le Marquis de Sade[7].
Depuis l’arrêt de sa carrière, elle s’est notamment reconvertie en streameuse sur la plateforme Twitch où elle cumule plus de 1,2 million de followers[10].
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