Sanusi Pane dilahirkan di Muara Sipongi, Tapanuli, Hindia Timur Belanda, pada 14 November 1905 anak kelahiran keluarga Muslim.[1] Beliau memulakan pendidikan di dua sekolah rendah di Sibolga, sebelum menyambung pelajaran ke sekolah menengah, mula-mula di Padang, dan kemudian di Betawi (sekarang Jakarta).[2] Sanusi menerbitkan puisi pertamanya, "Tanah Air" semasa di Jakarta, dalam majalah Jong Soematra.[3] Selepas menghabiskan pendidikan dalam tahun 1922, beliau memasuki Maktab Perguruan Gunung Sari sehingga tahun 1925; selepas tamat, beliau mengajar di maktab itu buat beberapa tahun [2] dan mengambil cuti setahun untuk mendapatkan pendidikan dalam bidang undang-undang.[4]

Dalam tahun 1929, Sanusi Pane berpindah ke India, di mana beliau menghabiskan masa setahun untuk mempelajar budaya India.[4] Sepulangannya ke Indonesia dalam tahun 1939, Sanusi menjadi ahli editorial majalah Timboel sambil juga bertugas sebagai guru.[2] Dalam tahun 1933, saudaranya, Armijn menjemputnya untuk bekerja membangunkan majalah sastera baharu, Poedjangga Baroe; Sanusi menerima jemputan ini.[5] Dalam tahun 1934 beliau dipecat daripada jawatan guru kerana menjadi ahli Parti Nasional Indonesia.[2]

Selepas itu, Pane terus aktif dalam bulatan sastera, menjadi editor di Kebangoenan (1936-1941) milik Cina bersama-sama dengan Mohammad Yamin.[3][4] Bersama-sama dengan Armijn, Adam Malik, dan Sumanang, pada 13 Disember 1937 Pane mengasaskan agensi berita Antara; selepas kemerdekaan, Antara menjadi agensi berita rasmi Indonesia.[6] Dari 1941 hingga 1942, Pane disunting majalah Indonesia, yang diterbitkan oleh penerbit milik negara Balai Pustaka.[3][4] Walaupun bekerja dengan Balai Pustaka, Pane akan menolak faedah pekerja seperti beras percuma dan perkhidmatan ulang-alik, sebaliknya memilih untuk berjalan ke tempat kerja dan membeli beras sendiri.[1]

Selepas Jepun menyerang Hindia, Pane menjadi ketua Pejabat Kebudayaan Tengah.[4]

Pane meninggal dunia di Jakarta pada 2 Januari 1968.[4] Sebelum beliau meninggal dunia, beliau meminta agar badannya dapat dirawat dengan cara yang Hindu; Walau bagaimanapun, keluarganya tidak membenarkan permintaan itu kerana mereka merasakan ianya adalah bertentangan dengan ajaran Islam.[1]