Zadebiutował jako aktor na scenie w czasie ostatniego roku studiów w St. Louis' Washington University. Był członkiem Mama's Pot Roast i słuchaczem Actors' Studio w Nowym Jorku. Występował w teatrach off-Broadway, m.in. w "Kingdom of Earth" Johna Mitchella. Po raz pierwszy na ekranie pojawił się w filmie
Tima Robbinsa "
Przed egzekucją". Trzy lata później zagrał niewielką rolę Raoula - syna Atosa (
John Malkovich) i ukochanego Christine (
Judith Godreche), który na rozkaz Ludwika XIV wyrusza na wojnę i ginie w obrazie "
Człowiek w żelaznej masce". Sarsgaard związany jest przede wszystkim z kinem niezależnym. Zwrócił na siebie uwagę rolą Johna Lottera w filmie
Kimberly Peirce "
Nie czas na łzy", opartym na autentycznych wydarzeniach (historii śmierci
Teeny Brandon). W kontrowersyjnym obrazie
Wayne Wanga "
Centrum świata" wcielił się w młodego biznesmena, prowadzącego perwersyjną grę z striptizerką. W świadomości szerszej publiczności jednak zaistniał dopiero, dzięki udziałowi w widowiskowym dramacie
Kathryn Bigelow "
K-19: The Widowmaker", gdzie pojawił się u boku
Harrisona Forda.