Die frühere Angestellte der Länderbank war ab 1984 Funktionärin in der GPA (GPA-Jugendabteilung 1984-1989, GPA-Jugendreferentin 1989-1991, GPA-Frauensekretärin 1993-1999, ab 1999 Leiterin der GPA-Bundesfrauenabteilung) und in der Fraktion Sozialdemokratischer GewerkschafterInnen aktiv.

Sandra Frauenberger, deren politische Heimat Margareten ist, wurde 1997 Mitglied des Bezirksfrauenkomitees und 2001 des Präsidiums, Bezirksvorstandes und Bezirksausschusses der SPÖ Margareten. Im selben Jahr wurde sie in den Wiener Landtag und Gemeinderat gewählt.

Ab 2007 war Sandra Frauenberger Amtsführende Stadträtin für Integration, Frauenfragen, KonsumentInnenschutz und Personal, 2017/18 war sie Stadträtin für Soziales, Gesundheit und Frauen. Darüber hinaus war sie seit Ende März 2009 – als Nachfolgerin von Renate Brauner – Vorsitzende der SPÖ Margareten. 2019 folgte ihr in dieser Position Stephan Auer-Stüger.