Sandra Fechner studierte Gesang in ihrer Heimatstadt Hannover und wurde noch während des Studiums als Gast an die Staatsoper Hannover engagiert. Von 2002 bis 2006 war sie Ensemblemitglied des Hessischen Staatstheaters Wiesbaden, wo sie Partien wie Dorabella (»Così fan tutte«), Cornelia (»Giulio Cesare«), Maddalena (»Rigoletto«), Suzuki (»Madama Butterfly«) und Olga (»Eugen Onegin«) sang. In der Spielzeit 2009/10 war sie Mitglied des Ensembles der Staatsoper Hannover und war u. a. als Dritte Dame (»Die Zauberflöte«), Humperdincks Hänsel, Annina (»Der Rosenkavalier«) und Schwertleite (»Die Walküre«) zu hören. In Hildesheim gab sie 2010 ihr Debüt als Baba the Turk (»The Rake’s Progress«) sowie mit Amneris (»Aida) ihre erste Rolle im dramatischen Mezzofach. Weitere Gastengagements führten sie an das Landestheater Coburg, das Mecklenburgische Staatstheater, das Aalto-Theater Essen und das Mainfrankentheater Würzburg, wo sie Waltraute (»Die Götterdämmerung«) und Erda (»Das Rheingold«) sang. Zuletzt war sie regelmäßig an der Oper Leipzig zu Gast, u. a. für Partien wie Dritte Dame, Annina, Erste Magd (»Elektra«), Floßhilde (»Das Rheingold«) und Schwertleite (»Die Walküre«).
Ein weitere Schwerpunkt ihrer Tätigkeit liegt im Konzertbereich. Sie sang Rossinis »Stabat mater« bei den Hessischen Maifestspielen, Honeggers »Jeanne d’Arc au bûcher« in Wiesbaden sowie Wagners »Wesendonck-Lieder« in der Bearbeitung für Alt und Kammerorchester von Hans Werner Henze in Saarbrücken. Sandra Fechner arbeitete mit Dirigenten wie Ulf Schirmer, Siegfried Köhler, Reinhard Goebel, Matthias Foremny, Christoph Gedschold, Hans Urbanek und Gerd Albrecht.
2005 war sie beim Europäischen Musikfest Stuttgart in der von Dietrich Hilsdorf inszenierten »Johannespassion« unter der Leitung von Sébastian Rouland zu hören. Ihr Debüt in der Berliner Philharmonie gab sie in Georg Friedrich Händels »Messias« unter der Leitung von Jörg-Peter Weigle; es folgten Einladungen für Verdis Requiem, Mendelssohn Bartholdys »Elias« und Dvořáks »Stabat mater«.
Sandra Fechner ist Preisträgerin des Internationalen Richard-Wagner-Gesangwettbewerbes und des Deutschen Musikrates.