Brevet är undertecknat av mer än 300 personer. Bland dem finns skådespelarna Donald Glover och Maggie Gyllenhaal, samt författarna Noam Chomsky och Nobelpristagaren J.M. Coetzee.
"Vi uppmanar egyptiska myndigheter att omedelbart frige Sanaa", samt "alla andra som är fängslade för att fredligt utöva sina rättigheter", står det i brevet.
Sanaa Seif är en politisk aktivist och filmklippare som arbetade med den Oscarsnominerade dokumentären "The square", som skildrar den egyptiska januarirevolutionen 2011 och den kris som följde.
Enligt hennes advokater sitter hon frihetsberövad anklagad för "spridande av falska nyheter", "anstiftan till terrorbrott" och "missbruk av sociala medier".
Organisationer som Amnesty och Human Rights Watch har också ställt sig bakom brevet.