Sagemiller nació en Washington D. C. Es hija de una activista política y un jugador profesional de fútbol americano, que jugó en la NFL para los New York Giants y los Washington Redskins.

Hizo su debut teatral en To Kill a Mockingbird cuando tenía 9 años, y poco después se convirtió en una asidua de la escena local.

Posteriormente dejó el modelaje para cursar una licenciatura en Historia del Arte en la Universidad de Virginia.

En 2010 fue elegida para reemplazar a Paula Patton en Law and Order : Special Victims Unit , como la asistente del fiscal de distrito Gillian Hardwicke.

Tras un arco de 10 episodios no consecutivos durante la decimosegunda temporada, no regresó para la siguiente temporada debido a que Diane Neal y Stephanie March comenzaron a alternarse como las asistentes del fiscal para la Unidad de víctimas especiales .