Сандра Баллок родилась в Арлингтоне, штат Вирджиния. Ее отец Джон Баллок был военным и консультантом по сценической речи (у него есть английские, ирландские и французские корни). Мама Сандры — Хельга Матильда Мейер — была немецкой оперной певицей, преподавателем вокала (умерла в 2000 году). Дед по материнской линии был ученым и жил в Нюрнберге (Германия). Родители Сандры познакомились в Нюрнберге, куда Джона Баллока отправили на службу. Затем молодожены переехали в Арлингтон, где на свет появились их дочери — Сандра и Гезине.