Büyük Selçuklu Sultanı Melikşah'ın oğlu olan Sencer 1086'da Sincar'da doğdu. Küçük yaştan itibaren devlet tecrübesi kazanan Sencer, ağabeyleri Berkyaruk ve Muhammed Tapar zamanında devlet hizmetinde bulunarak doğuda çıkan isyanları bastırdı. Buradaki başarıları üzerine Horasan Melikliği'ne atanan Sencer, 1102'de Selçuklu Devleti'ne saldıran Karahanlı Hükümdarı Kadir Han'ı bertaraf etti. Ayrıca Gaznelileri Selçuklu'ya tabi kıldı.

Babası Melikşah'ın siyasetini takip eden Sencer, Horasan'dan itibaren devletin doğusunda Selçuklu düzenini yeniden kurdu. Berkyaruk'tan sonra tahta geçen Muhammed Tapar'ın ölümü üzerine 18 Nisan 1118'de küçük yaştaki oğlu Mahmut, Büyük Selçuklu Devleti tahtına çıkarılırken, Sencer de 14 Haziran 1118'de Horasan'da bağımsızlığını ilan etti. 14 Ağustos 1119'daki savaşta yeğenine galip gelen Sencer, Büyük Selçuklu Sultanı oldu. Devletin merkezini de Irak-ı Acem'den Horasan'a nakletti. Bundan sonra büyük savaşlara girişen Sultan Sencer Sultanü'l-azam unvanını kazandı. 1132'de Karahanlıların, 1136'da Gaznelilerin, 1141'de Karahitaylıların ve 1147'de Harezmlilerin isyanını bastıran sultan Sencer, 1152'de Gurluları mağlup etti. Fakat 1153'te Oğuz Yabgu ile Belh'te yaptığı savaşı kaybedince esir düştü. Sencer esaret altında bir sultan olmak istemediğinden sultanlığı terk edip Merv Hankahı'na kapandı. Buradaki üç yıllık esaretten sonra Nisan 1156'da kurtarıldı. Ancak 29 Nisan 1157'de 91 yaşında iken Merv'de vefat ederek kendi yaptırdığı türbeye defnedildi.

Bilim adamalarına sahip çıkan ve bilimi teşvik eden Sultan Sencer'in döneminde Horasan bütün İslam dünyasına ve Anadolu'ya din ve bilim adamı sevk eden bir merkez oldu.