Sara Aşurbəyli 1906-cı il yanvarın 27-də Bakı şəhərində anadan olmuşdur. 1925-ci ildə İstanbulda Müqəddəs Janna d-Ark adına fransız kollecini, 1930-cu ildə Bakı Dövlət Universitetinin şərqşünaslıq, 1941-ci ildə Azərbaycan Dövlət Pedaqoji İnstitutunun xarici dillər fakültələrini, həmçinin Azərbaycan Rəssamlıq Məktəbini (1941) bitirmişdir. Ali təhsilini başa vurduqdan sonra Azərbaycan Dövlət Universitetində baş müəllim, Azərbaycan Dövlət Pedaqoji İnstitutunda dekan vəzifəsində çalışmışdır. Ali məktəblərdə Azərbaycan tarixi, Qərb və Şərq mədəniyyətləri haqqında mühazirələr oxumuşdur.
O, Yaxın və Orta Şərq xalqları tarixinin bilicisi olmaqla yanaşı, həm də rəssam və musiqiçi idi. Ağır təqib illərində yaşamaq üçün bu bilik və bacarıqlarından istifadə etmişdir. Sara xanım dram teatrında rəssam və dekorator, məktəbdə müəllim işləmiş, müəllimi Üzeyir Hacıbəyovun dəvəti ilə 15 il Konservatoriyada xarici dildən dərs demiş, eləcə də öz çəkdiyi rəsm əsərlərini sataraq dolanmışdır. Sərgilərdən birində onun “Göygöl” əsərini Meksika nümayəndələri almışlar. Bu əsər indi Meksika muzeylərindən birində saxlanır. 1946-cı ildə Sara xanım Azərbaycan Rəssamlar İttifaqının üzvü seçilmişdir.
Sara Aşurbəyli sonralar Azərbaycan Tarixi Muzeyində Orta əsrlər tarixi şöbəsinin müdiri, Azərbaycan Elmlər Akademiyasının Şərqşünaslıq İnstitutunda baş elmi işçi, Tarix İnstitutunda elmi katib, baş elmi işçi və aparıcı elmi işçi vəzifəsində işləmiş, 1993-cü ildən ömrünün sonuna qədər Akademiyanın Arxeologiya və Etnoqrafiya İnstitutunun aparıcı elmi işçisi olmuşdur.
O, “Bakının tarixinə dair oçerklər”, “Orta əsrlərdə Azərbaycan və Hindistanın iqtisadi və mədəni əlaqələri” və “Şirvanşahlar dövlətinin tarixi” kitablarının müəllifidir. Bu tədqiqatlarına görə Sankt-Peterburqda tarix elmləri namizədi, Tbilisidə isə, 1966-cı ildə tarix elmləri doktoru adına layiq görülmüşdür. Azərbaycan tarixinə, mədəniyyətinə həsr etdiyi məqalələrinə, tədqiqatlarına görə isə o, Azərbaycan Dövlət mükafatı laureatı, “Şöhrət” ordeni və respublikanın əməkdar elm xadimi adı ilə mükafatlandırılmış, Xəzər Universiteti nin Fəxri Doktoru adını almışdır.
Görkəmli alim 2001-ci il iyulun 17-də 95 yaşında Bakıda vəfat etmişdir.
Allah rəhmət eləsin!