Erste Erfahrungen bei internationalen Wettkämpfen sammelte Sarah Mitton 2015 bei den Panamerikanischen Juniorenmeisterschaften in Edmonton, bei denen sie mit 14,57 m den vierten Platz belegte. 2017 nahm sie erstmals an der Sommer-Universiade in Taipeh teil und erreichte dort mit 16,32 m Rang zehn. Zwei Jahre später siegte sie bei den Studentenweltspielen in Neapel mit 18,31 m und bei den Panamerikanischen Spielen in Lima wurde sie mit einem Stoß auf 17,62 m Sechste. Anschließend nahm sie an den Weltmeisterschaften in Doha teil, schied dort aber mit 17,24 m in der Qualifikation aus. 2020 siegte sie mit 18,84 m beim Sir Graeme Douglas International und im Jahr darauf nahm sie an den Olympischen Spielen in Tokio teil und verpasste dort aber mit 16,62 m den Finaleinzug. Im Februar 2022 stellte sie in New York mit 19,16 m einen neuen kanadischen Hallenrekord im Kugelstoßen auf und belegte anschließend bei den Hallenweltmeisterschaften in Belgrad mit 19,02 m den siebten Platz. Im Juni siegte sie mit 19,57 m beim Sollentuna GP und bei der Bauhaus-Galan wurde sie mit 19,90 m Zweite. Im Juli gelangte sie bei den Weltmeisterschaften in Eugene mit 19,77 m im Finale auf Rang vier und anschließend siegte sie mit 19,03 m bei den Commonwealth Games in Birmingham. Im August wurde sie beim Memoriał Kamili Skolimowskiej mit 19,44 m Dritte und daraufhin siegte sie bei den NACAC-Meisterschaften in Freeport mit neuem Meisterschaftsrekord von 20,15 m, ehe sie bei Weltklasse Zürich mit 19,56 m auf Rang zwei gelangte. In den Jahren von 2021 bis 2023 wurde Mitton kanadische Meisterin im Kugelstoßen.
2023 steigerte sie ihren eigenen Hallenrekord im Kugelstoßen auf 19,80 m und im Juni siegte sie mit 19,54 m bei den Bislett Games. Im August erreichte sie bei den Weltmeisterschaften in Budapest das Finale und gewann dort mit einer Weite von 20,08 m die Silbermedaille hinter der US-Amerikanerin Chase Ealey. Im September wurde er beim Memorial Van Damme mit 19,76 m Zweite und auch beim Prefontaine Classic wurde sie mit 19,94 m Zweite. Im November siegte sie mit 19,19 m bei den Panamerikanischen Spielen in Santiago de Chile. Im Jahr darauf blieb sie in der Halle ungeschlagen und siegte Anfang März mit 20,22 m knapp vor der Deutschen Yemisi Ogunleye bei den Hallenweltmeisterschaften in Glasgow.[1]