پدرش «اسداله» و مادرش «ماه‌جبین» نام داشتند که هر دو اهل هنر و شعر بودند.
وی پس از تحصیلات ابتدایی و متوسطه و فارغ‌التحصیلی دانش سرای مقدماتی پسران، در سال ۱۳۲۲ به استخدام اداره فرهنگ کاشان درآمد.
در سال ۱۳۲۷ در دانشکده هنر‌های زیبای دانشگاه تهران به تحصیل پرداخت و همزمان به استخدام شرکت نفت درآمد که پس از ۸ ماه استعفا داد.
وی در سال ۱۳۳۰ نخستین مجموعه شعر نیمایی خود را به‌نام مرگ رنگ منتشر کرد.
او در سال ۱۳۳۲ از دانشکده هنر‌های زیبا فارغ‌التحصیل شد و نشان درجه اول علمی گرفت و در همین سال در چند نمایشگاه نقاشی در تهران شرکت کرد و نیز دومین مجموعه شعرش را با عنوان زندگی خواب‌ها منتشر کرد .
وی در آذر ۱۳۳۳ در اداره کل هنر‌های زیبا "فرهنگ و هنر" در قسمت موزه‌ها شروع به‌کار کرد و در هنرستان‌های هنر‌های زیبا نیز به‌تدریس پرداخت.
سهراب به‌فرهنگ مشرق زمین علاقه خاصی داشت و به هندوستان ، پاکستان ، افغانستان، ژاپن و چین سفر کرد.
مدتی در ژاپن زندگی کرد و هنر «حکاکی روی چوب» را در آنجا فراگرفت.
همچنین به‌شعر کهن سایر زبان‌ها نیز علاقه داشت؛ از این رو ترجمه‌هایی از شعر‌های کهن چینی و ژاپنی انجام داد.
وی در امرداد ۱۳۳۶ از راه زمینی به کشور‌های اروپایی سفر کرد و به‌پاریس و لندن رفت. ضمناً در مدرسه هنر‌های زیبای پاریس در رشته لیتوگرافی نام‌نویسی کرد.
در دورانی که به اتفاق حسین زنده‌رودی در پاریس بود، بورس تحصیلی‌اش قطع شد و برای تأمین مخارج و ماندن بیشتر در فرانسه و ادامه نقاشی ، مجبور به‌کار شد و برای پاک کردن شیشه آپارتمان‌ها، گاهی از ساختمان‌های بیست طبقه آویزان می‌شد.
وی همچنین کار‌های هنری خود را در نمایشگاه‌ها به معرض نمایش می‌گذاشت.
حضور در نمایشگاه‌های نقاشی، همچنان تا پایان زندگی‌اش ادامه داشت.
سپهری مدتی در سال ۱۳۳۷ در اداره کل اطلاعات وزارت کشاورزی با سمت سرپرست سازمان سمعی و بصری مشغول به‌کار شد و از مهر ۱۳۴۰ نیز شروع به‌تدریس در هنرکده هنر‌های تزیینی تهران کرد.
او در سال ۱۳۴۱ از کلیه مشاغل دولتی کناره‌گیری کرد و با حضور فعال‌تر در زمینه شعر و نقاشی، آثار بیشتری آفرید و راه خویش را پیدا کرد.
وی با سفر به کشور‌های مختلف ضمن آشنایی با فرهنگ و هنرشان نمایشگاه‌های بیشتری را برگزار کرد.
او جستجوگر، تنها ، کمال‌طلب، فروتن و خجول بود که دیدگاه انسان مدارانه‌اش بسیار گسترده و فراگیر بود.
از این رو آثارش همیشه با نقد و بررسی‌هایی همراه بوده‌اند.
برخی از کتاب‌های او، این‌ها هستند: «تا انتها حضور» «سهراب مرغ مهاجر» و «هنوز در سفرم» «بیدل، سپهری و سبک هندی» «تفسیر حجم سبز» «حافظ پدر، سهراب سپهری پسر، حافظان کنگره»، «نیلوفر خاموش: نظری به‌شعر سهراب سپهری» و «نگاهی به سهراب سپهری».
سهراب، شاعر طبیعت و ستایش از آن است. او در اشعارش چنان عناصر طبیعت را به‌تصویر می‌کشد که به خواننده این احساس را
می‌دهد که در متن طبیعت است و با این احساس به آرامش می‌رسد. او به‌مثابه آینه‌ای در برابر طبیعت است که حقایق آن را برای دیگران منعکس می‌کند.
اشعارش تصویر‌های شاعرانه و بدیع و رنگارنگ دارد.
برخی بر این اصل در شعر‌های سهراب سپهری معتقد هستند که او با آگاهی و حضوری که در دنیای تصویر و هنر‌های تجسمی داشته و با درک از مفاهیم موجود در زبان عناصر تصویر، پیام خود را به بیننده القاء می‌کرده و علت اینکه اشاره‌های او در بیان موضوع بر دل می‌نشیند، آگاهی و تسلط او نسبت به درکی است که از راه چشم و ارتباط عناصر تصویر عاید انسان می‌شود؛ به‌این‌معنی، رابطهٰ رنگ‌ها، خطوط، سایه‌روشن‌ها در طبیعت و ساختمان اشیاء و احساس جاری در آن‌ها ترکیب این عناصر به‌اضافهٔ عواملی، چون ریتم، فضا ، زمان ، حرکت ، جنسیت ، بافت در کنار هم در یک ترکیب، احساس را به بیننده القاء می‌کنند.
من صدای نفس باغچه را می شنوم
وصدای ظلمت را وقتی از برگی می ریزد
وصدای سرفه روشنی از پشت درخت
عطسه آب از هر رخنه سنگ
چک چک چلچله از سقف بهار
سهراب سپهری در سال ۱۳۵۸ به سرطان مبتلا شد و برای درمان به انگلستان رفت، اما بیماری‌اش بسیار پیشرفت کرده بود و وی ناکام از درمان به‌تهران بازگشت و مدتی بعد در ۱ اردیبهشت ۱۳۵۹ در سن ۵۲ سالگی درگذشت و روستای مشهد اردهال واقع در اطراف کاشان، آرامگاه ابدی‌اش شد.
ونترسیم از مرگ ، مرگ پایان کبوتر نیست .