La giovane Sara ha iniziato la sua carriera calcistica all'età di 7 anni, quando, giocando con degli amici di scuola nel parco-giochi del quartiere, viene notata dall'allenatore della squadra di pulcini della città. Da allora la sua passione per il calcio e la sua bravura aumentarono portandola a disputare stagioni e tornei con squadre maschili ottenendo l'ammirazione di molti che inizialmente erano scettici sulle sue capacità. Negli anni a seguire cominciò a giocare con la squadra femminile del Chioggia Sottomarina, trampolino di lancio che le permise di partecipare a diversi raduni della rappresentativa veneta e ad essere notata dal Gordige dove cominciò a giocare all'età di 13 anni. Fin dall'inizio si trovò impegnata nella squadra Juniores fino al compimento dei 14 anni, quando Sara incominciò a giocare in serie B e venne convocata in nazionale con l'Under-17.
Mentre la carriera della giovanissima Sara Penzo stava procedendo per il meglio, un infortunio durante una partita di campionato nell'autunno del 2006 la costrinse a ritirarsi per una stagione dalla scena calcistica. La rottura del legamento crociato infatti, costrinse la Penzo ad un intervento prima e alla riabilitazione poi. Nonostante questo periodo di pausa forzata Sara non si diede per vinta riuscendo in breve tempo a recuperare e ad essere in forma per le qualificazioni agli europei del 2007, dove la qualificazione venne sfiorata e mancata per un soffio.
Nella stagione 2007-2008, all'età di 17 anni, la Penzo venne contattata dalla Torres che le offrì il debutto in serie A come primo portiere della squadra, un'occasione che la ragazza non si lasciò sfuggire, comportando il trasferimento dalla città natale a Sassari. Al termine del campionato la Torres concluse al secondo posto, riuscendo però a vincere la Coppa Italia.
Nel luglio 2008 è stato annunciato il suo passaggio al neopromosso Venezia 1984 per il successivo campionato 2008-2009[1]. Dopo tre stagioni al Venezia, Sara Penzo si è trasferita in Svizzera nelle file del Basilea[2], senza però collezionare presenze.
Il 15 giugno 2012 è stato annunciato il suo acquisto da parte del Brescia[3]. Dopo aver disputato da titolare la stagione 2012-2013 con il Brescia, nell'estate 2013 Sara Penzo è passata al Tavagnacco[4]. Disputa l'intera stagione da titolare con la maglia del Tavagnacco, vincendo la sua seconda Coppa Italia, mentre l'anno dopo è nuovamente costretta a rimanere ferma per quasi tutta la stagione a causa di un infortunio al ginocchio[5].
Le conseguenze dell'infortunio negano all'atleta la possibilità di tornare attivamente tra i pali costringendo la società ad affiancarle delle pari ruolo fino alla decisione, maturata congiuntamente, di svincolare Penzo nel febbraio 2017 per subentrati impegni professionali.[6]
Durante il calciomercato estivo 2017 formalizza un accordo con la Lazio iscritta al campionato di Serie B 2017-2018.[7]
La stagione successiva rimane a Roma, cambiando però squadra, accordandosi con la Roma CF, anch'essa, come la Lazio, partecipante alla Serie B, nel frattempo passata a girone unico.[8]
Nazionale
Nel luglio del 2008 ha vinto come primo portiere gli Europei Under-19 con la nazionale italiana (impresa che segna la prima vittoria della Nazionale Italiana di calcio femminile ad un torneo internazionale), giocando quattro partite e subendo un solo gol. È inoltre stata inserita nella lista delle dieci migliori giocatrici dell'europeo secondo la UEFA[9]. Già dall'anno seguente la vittoria agli europei del 2008 in Francia, la Penzo è stata convocata nella nazionale maggiore, riuscendo però a giocare solo nel 2010 contro l'Inghilterra.
Statistiche
Cronologia presenze e reti in nazionale
Cronologia completa delle presenze e delle reti in nazionale ― Italia
^Colpo grosso in porta: arriva Sara Penzo, su romacalciofemminile.it, 30 agosto 2018. URL consultato il 1º settembre 2018 (archiviato dall'url originale il 24 maggio 2019).