Erste internationale Erfahrungen sammelte Sara Fantini im Jahr 2015, als sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Eskilstuna mit 56,14 m in der Qualifikation ausschied. Im Jahr darauf belegte sie bei den U23-Mittelmeermeisterschaften in Tunis mit einer Weite von 57,24 m den siebten Platz, wie auch bei den anschließenden U20-Weltmeisterschaften in Bydgoszcz mit 59,56 m. 2017 erreichte sie bei den U23-Europameisterschaften ebendort mit 63,38 m Rang elf und anschließend wurde sie bei der Sommer-Universiade in Neapel mit 60,82 m im Finale Zwölfte. Im Jahr darauf gewann sie bei den U23-Mittelmeermeisterschaften in Jesolo mit einem Wurf auf 61,38 m die Bronzemedaille hinter den Französinnen Audrey Ciofani und Camille Saint-Luce. 2019 gewann sie dann bei den U23-Europameisterschaften in Gävle mit 68,35 m die Bronzemedaille hinter der Russin Sofja Palkina und Nastassja Maslawa aus Weißrussland. Zudem qualifizierte sie sich für die Weltmeisterschaften in Doha, bei denen sie mit 66,58 m aber nicht bis in das Finale gelangte. 2021 qualifizierte sie sich über die Weltrangliste für die Olympischen Sommerspiele in Tokio und gelangte dort mit 69,10 m im Finale auf Rang zwölf.