Sinor Dénes eltérően más kiemelkedő magyar keletkutatóktól, nem készült gyerekkora óta tudósnak, orientalistának meg főleg nem, iskolai tanulmányait nem is vette túl komolyan - írja megemlékezésében a Magyarságkutató Intézet. Saját bevallása szerint azt sem tervezte soha, hogy valaha is elhagyja Magyarországot, azonban a sors fintora miatt úgy alakult, hogy élete nagy részét idegen országokban töltötte, és nemcsak tudósi, hanem tudományszervezői munkája révén is az altajisztika egyik vezéralakja lett, a semmiből hozva létre a világ egyik legjelentősebb altajisztikai műhelyét.
Sinor Dénes 1916 április 17-én született Kolozsváron. Eredeti családneve Zsinór volt. Gyerekkorát Budapesten és apja makói birtokán töltötte. Középiskolai tanulmányait magántanulóként a budapesti Érseki Katolikus Reálgimnáziumban végezte, azonban hat éven keresztül több nyári és őszi hónapot eltöltött a svájci Vevey egyik francia tannyelvű internátusában is. 1934-től a budapesti Magyar Királyi Pázmány Péter Tudományegyetem hallgatója lett. Mivel az érettségije csak elégségesre sikerült, ezért az egyetemi felvételét Szekfű Gyula közbenjárására Németh Gyula intézte el. Így a korábban az orientalisztikáról nem is halló ifjú sorsa eldöntetett, hiszen Németh utasítására az altajisztika két nagy klasszikusának óráit kellett látogatnia, Németh Gyulától tanult turkológiát, Ligeti Lajostól pedig mongolisztikát. Azonban nemcsak professzoraitól szívta magába a tudást, hanem olyan csoporttársaitól is mint például a világhírű armenológus Schütz Ödön. Doktori értekezését a középkori közép-ázsiai török buddhizmusról írta, amelyet a Kőrösi Csoma Archívumban 1939-ben publikált. A mű alapjául azok a kutatásai szolgáltak, amelyeket 1937-ben és 1938-ban végzett Berlinben a Turfanból származó ótörök kéziratokkal összefüggésben.
1939-ben minisztériumi ösztöndíjjal Franciaországba ment. Bár párizsi küldetése a magyar nyelv oktatása volt, nem szalasztotta el a kínálkozó alkalmat, hogy órákat hallgasson a kor neves orientalistáitól, mindenekelőtt a sinológia nagy klasszikusától, Paul Pelliot-tól, aki korábban Ligeti Lajosnak is mestere volt. A II. világháború folyamán apróbb szolgálatokat tett a francia ellenállásnak, de hamar a hatóságok látókörébe került. Mivel érezte, hogy egyre inkább szorul a hurok a nyaka körül, csatlakozott a De Gaulle tábornok irányította Szabad Francia Erőkhöz, ahonnan 1945. novemberében szerelt le.
1948–1962 között a Cambridge-i Egyetem orientalisztikai tanszékén oktatott. Működését a klasszikus mongol nyelv oktatásával kezdte, de sikerült elindítania az egyetemen a magyar nyelv oktatását is. Emellett szervezte az Encyclopaedia Britannica magyar irodalmi szócikkeinek alapos javítását és bővítését is. 1960-tól 2007-ig a legrangosabbnak tekinthető altajisztikai konferencia, az évente más-más országban összeülő Nemzetközi Állandó Altajisztikai Értekezlet (PIAC) főtitkára volt. Szorgalmazta a Kárpát-medencétől a Hingán-hegységig terjedő, az általa megalkotott terminus technicusszal Közép-Eurázsiának nevezett térség, benne a nagy nomád birodalmak és a sztyeppei kultúrák kutatását. Saját bevallása szerint kedvenc témái a mítoszok voltak, amelyek a történelem előtti idők legsötétebb zugaira vetnek fényt. Tudományos tevékenysége révén Belső-Ázsia történelmének egyik legkiemelkedőbb kutatójává emelkedett világviszonylatban.
1962-ben ismét országot váltott, és munkásságát az USA-ban, az Indiana államban található Bloomington egyetemén folytatta, ahová eredetileg egy évre érkezett vendégtanárnak. Az egyetem és az ország légköre azonban annyira megragadta, hogy úgy döntött végleg ottmarad. 1963-ban megalapította az Uralisztikai és Altajisztikai Tudományok Tanszékét (ma: Közép-Eurázsiai Tudományok Tanszéke), amelynek 1981-ig a vezetője volt. Élete fő művei közé sorolta azt is, amikor 1979-ben az Indiana Egyetemen sikerült a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával magyar tanszéket létrehoznia, ami a kor politikai körülményei között majdnem lehetetlen küldetésnek tűnt. Részt vett számos orientalisztikai folyóirat szerkesztésében, ő indította el a rangos Journal of Asian History folyóiratot.
Nyolc önálló kötete mellett 13 könyvben működött közre szerkesztőként vagy társszerzőként, több mint 160 cikket és több mint 100 recenziót publikált. A Magyar Tudományos Akadémia 1979-ben tiszteleti tagjává választotta. Számos tudományos társaság tagja volt, munkásságát több országban is jelentős díjakkal ismerték el. Munkája elismeréseképpen azonban nemcsak kapta a díjakat, hanem el is neveztek róla, a brit Royal Asiatic Society létrehozta a Denis Sinor Medal for Inner Asian Studies díjat. Bloomigtonban a korábban általa alapított, Belső-Ázsiával foglalkozó kutatóintézet 2007-ben felvette a Denis Sinor Institute for Inner Asian Studies nevet.
2011. január 12-én hunyt el Bloomingtonban. Végrendeletében gondolt a magyarországi altajisztikára is, mivel páratlanul értékes tudományos könyvtárát részben a Szegedi Tudományegyetemre hagyta. Tudományszervező munkája során mindig figyelemmel volt arra is, hogy munkahelyein megteremtse a magyar nyelv és a hungarológia oktatásának kereteit. Az általa létrehozott intézményi keretek még jó pár évtizedig jelentős hatással lesznek az altajisztika tudományára.