Sierra McCormick est née à Asheville, en Caroline du Nord. Elle a déménagé à Los Angeles pendant son jeune âge. Elle est une étudiante d'honneur à l'école. Lorsque Sierra avait 9 ans, elle a été l'un des cinq élèves de 5e année à apparaître dans le jeu télévisé américain "Are You Smarter Than a Grader 5" ? Son surnom est "SiSi".

Elle est apparue dans l'émission télévisée "Pour le meilleur et le pire" pour laquelle elle n'a pas été créditée.

Sierra a également fait une apparition dans la série "Hannah Montana" en 2009 où elle jouait Gillian, une petite fille dans le public qui pose une question à Hannah lors de son interview.

Sierra McCormick, co-vedette dans "Ramona et Beezus" (Ramona and Beezus) en 2010, y a joué Susan Kushner ; ses cheveux ont dû être frisés pour le rôle. Elle a également été co-vedette dans le film télévisé "Une nounou pour Noël" en 2010 dans le rôle de Jackie Ryland.

En 2011, Sierra a obtenu le rôle de Olive Doyle dans une nouvelle série de Disney Channel, "Section Genius". Elle a été remarquée après une audition où elle ne cessait de parler des tigres. Dan Signer a déclaré : « Et comme je l'ai entendue parler sans cesse des tigres, j'ai pensé :« C'est comme ça que je voyais Olive ». » C'est ainsi que Sierra McCormick a obtenu ce rôle auprès de China Anne McClain et Jake Short.

Elle est aussi l’égérie du jeu Disney "Superbia". Elle revient pour la saison 3 de Jessie au côté de Genevieve Hannelius.