Tras graduarse en 1855, Sarah impartió clases en Newton y Boston.
En 1869 se preparó en la Escuela Clarke para sordos bajo la instrucción de Harriet B. Rogers, convirtiéndose en aquella época en directora de la recientemente fundada Escuela para sordomudos de Boston (actual Escuela Horace Mann para personas sordas y con problemas de audición), creada a petición del reverendo Dexter S. King.
En 1871, el personal docente de la escuela recibió preparación por parte de Alexander Graham Bell para enseñar a hablar a niños sordos.
Creó así mismo el Hogar para niños pequeños sordos en 1902, donde fungió como directora hasta su retiro en 1910.
La Fundación Sarah Fuller para niños pequeños sordos (1888-1972) fue llamada así en su honor.