Sara Bitlloch ha consagrado su carrera, sobre todo en los últimos años, a la música de cámara. Se formó con Clothilde Munch en la Association Musicale Vivaldi de Grenoble, con Christian Rouquié el Conservatorio de Perpignan y con Peter Norris, Whenzhou Li y Mauricio Fuks en la Yehudi Menuhin School de Londres. También amplió sus estudios con Alberto Lysy en la Menuhin Academy de Suiza y con Rafael Druian el Curtis Institute de Philadelphia.
La carrera de la violinista francocatalana recibió un fuerte impulso en ganar el Melbourne International Chamber Music Competition de 1999 (siendo miembro fundadora del Mediterráneo Piano Trio), la Szigeti Competition de Budapest y la Renata Molinari Competition de Suiza, momento en que se convirtió en un auténtico referente de este formato.
Desde entonces, ha actuado en el Weill Hall del Carnegie Hall, las Louvre Series de París o el Kennedy Center de Washington, así como en multitud de países europeos y festivales de cámara como los de Ernen (Suiza), Kuhmo (Finlandia), Ravinia (Chicago), Caramoor y Music from Salem (Nueva york), Moulin de Andé (París), Prussia Cove (Cornwall) o Horten (Noruega). Fue durante dos años primer violín del Cuarteto Castagneri de París, y posteriormente, en 2003, se unió al exitoso Elias Quartet.
Como solista, ha actuado con la Royal Philharmonic Orchestra, la Orquesta Sinfónica de la Radio de Budapest o la Camerata Lysy, y ha tocado junto a Yehudi Menuhin, Leon Fleischer, Miriam Fried, Alberto Lysy, Steven Isserlis, Ivry Gitlis, Christoph Richter, Jean Jacques Kantorow, Vladimir Mendelssohn, o Martin Lovett.