Sanaë Lemoine est née à Paris, d'une mère japonaise et d'un père français. Elle a grandi en France et en Australie. En 2007, elle déménage aux États-Unis pour ses études à l'université de Pennsylvanie. Elle poursuit son parcours d'écrivaine à l'université de Columbia, où elle obtient une maîtrise en beaux-arts et participe à des ateliers d'écriture. Elle enseigne à Columbia pendant deux ans avant de s'orienter vers l'édition de livres de cuisine chez Phaidon Press et Martha Stewart Books. En 2020, elle publie son premier roman The Margot Affair aux États-Unis. L'année suivante, L'affaire Margot (Eyrolles, 2021) paraît en France aux Éditions Eyrolles. Elle habite aujourd'hui à New York, où elle continue son travail de romancière et d'autrice de livres de cuisine.