Des de molt petita Maria Antònia va destacar per la seva bellesa i els seus dots artístics. Els seus inicis es poden remuntar als tretze anys quan va sorprendre tothom cantant una sageta durant una processó de Setmana Santa a Oriola, i amb l'aprovació paterna va ser portada a València per la família Ezcurra per tal de millorar-ne la formació; si bé va cursar estudis molt bàsics. A 1942 va representar València en un concurs de joves talents al Parc del Retiro de Madrid, presentat pel popular locutor Bobby Deglané. Encara que la incipient artista va relliscar i va caure a l'escenari, va aconseguir cantar amb encert “La morena de la meva cobla” (un èxit d'Imperi Argentina) i va guanyar el primer premi, que consistia en una paga de 1.000 pessetes mensuals durant un any, xifra llavors important. Amb aquests diners, la futura Sara Montiel es va instal·lar a Madrid i va iniciar estudis de declamació.
A 1944, gràcies a unes fotos suggerents fetes per Gyenes, va cridar l'atenció de Vicente Casanova, un influent productor de cinema i agent de publicitat, un dels propietaris de la companyia cinematogràfica Cifesa. Però va ser el fotògraf Gyenes i no Vicente Casanova qui la va presentar al director Ladislao Vajda, hongarès com ell; així és com ella va tenir la seva primera aparició al cinema als 16 anys d'edat a T'estimo per a mi (1944), on va aparèixer com a actriu secundària amb el nom artístic de María Alejandra. Seria a partir de la pel·lícula Va començar a casament quan faria servir el nom artístic de Sara Montiel, suggerit per l'actor i humorista Enrique Herreros. Tot i que va trigar molts anys a pujar com a diva musical, ia alguns films primerencs (com Mariona Rebull) inclouen cançons seves.
Després d'interpretar petits papers com a la pel·lícula Bambú (amb Imperi Argentina) i la versió de 1947 de Don Quixot de la Manxa (que va rebre un Premi de la Crítica a Nova York), el seu primer paper d'importància va ser com a rival d'Aurora Bautista a l'exitós melodrama històric Bogeria d'amor (1948), basat en la vida de la reina Joana la Boja i dirigit per Joan d'Orduña.
A aquest treball la jove actriu va sumar altres rols encara secundaris a La mies és molta, Petites i El capità verí (1950), comèdia de Luis Marquina protagonitzada per Fernando Fernán Gómez. La seva bellesa i talent permetrien a Sara Montiel assolir grans èxits anys després, però el cinema espanyol de llavors li quedava petit ja que l'encasellava en papers de cara bonica, i seguint els consells del dramaturg Miguel Mihura va canalitzar la seva ambició cap a Mèxic i els Estats Units. La seva darrera pel·lícula espanyola d'aquesta etapa va ser una coproducció: Aquell home de Tànger (1950), amb el veterà Nils Asther, galant del cinema mut que havia treballat amb Greta Garbo, Joan Crawford i Barbara Stanwyck.