Sendhil Ramamurthy urodził się 17 maja 1974 roku w Chicago (Illinois,USA). Wychowywał się w rodzinie lekarzy – jego ojciec jest anestezjologiem, a matka neonatologiem. Jego rodzice pochodzą z Tamil Nadu (południowe Indie). Wychowywał się w San Antonio (Teksas, USA) wraz z młodszą siostrą Sujathą, która poszła w rodzinne ślady i została psychiatrą. W 1991 roku ukończył tamtejszą Keystone School. Postanowił pójść na bostoński Tufts University i przygotowywać się do podjęcia studiów medycznych. Na Uniwersytecie uczestniczył w zajęciach klasy dramatycznej, po których postanowił zrezygnować z studiów medycznych. W 1996 roku ukończył tamtejszy wydział historii. Następne trzy lata przebywał w Londynie, gdzie uczył się aktorstwa w prestiżowej szkole Webber Douglas Academy of Dramatic Art. Poznał w niej swoją przyszłą żonę – aktorkę polskiego pochodzenia Olgę Sosnovską. Poślubił ją w 1999 roku. W 2005 roku przyszła na świat ich pierwsza córka Haline, a trzy lata później syn Alex.
Swoją karierę aktorską rozpoczął w 2000 roku. Pierwszy raz na ekranie pojawił się w roli Adama, w filmie "U zarania". W 2001 roku zadebiutował w kinowym filmie sensacyjnym pod tytułem "Orient Express, czyli śmierć, oszustwo i przeznaczenie" u boku Richarda Grieco. Pojawił się w rolach epizodycznych w serialach takich jak: "Chirurdzy", "Wzór", "Kamuflaż". Popularność przyniosła mu rola Mohindera Suresha w serialu "Herosi", w którą wcielał się w latach 2006 - 2007. W 2012 roku dołączył do obsady "Piękna i bestia", gdzie w sezonie 2 grał zastępcę prokuratora Gabe'a Lowena.
Oprócz pracy w przemyśle rozrywkowym, bierze czynny udział w wielu organizacjach dobroczynnych takich jak: "The Asia Society", "Nanubhai Education Foundation" czy "American India Foundation".