Sara Bitlloch ha consagrat la seva carrera, sobretot en els darrers anys, a la música de cambra. Es formà amb Clothilde Munch a l’Association Musicale Vivaldi de Grenoble, amb Christian Rouquié al Conservatori de Perpinyà i amb Peter Norris, WhenZhou Li i Mauricio Fuks a la Yehudi Menuhin School de Londres. També amplià els seus estudis amb Alberto Lysy a la Menuhin Academy de Suïssa i amb Rafael Druian al Curtis Institute de Philadelphia.
La carrera de la violinista francocatalana va rebre un fort impuls en guanyar el Melbourne International Chamber Music Competition el 1999 (tot sent membre fundadora del Mediterráneo Piano Trio), la Szigeti Competition de Budapest i la Renata Molinari Competition de Suïssa, moment en què es convertí en un autèntic referent d’aquest format.
Des de llavors, ha actuat al Weill Hall del Carnegie Hall, les Louvre Series de París o el Kennedy Center de Washington, així com en multitud de països europeus i festivals de cambra com els d’Ernen (Suïssa), Kuhmo (Finlàndia), Ravinia (Chicago), Caramoor i Music from Salem (Nova york), Moulin d’Andé (París), Prussia Cove (Cornwall) o Horten (Noruega). Va ser durant dos anys primer violí del Quartet Castagneri de París, i posteriorment, el 2003, s’uní a l’exitós Elias Quartet.
Com a solista, ha actuat amb la Royal Philharmonic Orchestra, l’Orquestra Simfònica de la Radio de Budapest o la Camerata Lysy, i ha tocat al costat de Yehudi Menuhin, Leon Fleischer, Miriam Fried, Alberto Lysy, Steven Isserlis, Ivry Gitlis, Christoph Richter, Jean Jacques Kantorow, Vladimir Mendelssohn, o Martin Lovett.