Sendhil Ramamurthy se narodil v USA indickým rodičům (oba dva lékaři) kteří do Chicaga přišli z Bangalore v Indii. Má jednu sestru, která je po rodičích také lékařka a spolu vyrůstali v San Antoniu, kde Sendhil navštěvoval střední školu Keyston. Zde odmaturoval roku 1991. Má manželku, herečku Olgu Sosnovskou a s ní jednu dceru.
Sendhil zpočátku své nadání uplatňoval v londýnských divadlech. Ze všech jmenujme alespoň „Soho Repertory Theatre“. Poté se zaměřoval zvláště na televizní show a seriály, jako např. Ellen, Guiding Light, nebo Ultimate Force. Jeho nejúspěšnější seriály jsou Chirurgové, Numb3rs a HEROES.