Gary Alan Sinise nasceu em Blue Island, Illinois, filho de Mylles S. (Alsip) e Robert L. Sinise, A.C.E., um editor de filmes. Ele é de ascendência italiana (do avô paterno), inglês, escocês, irlandês, francês, alemão e sueco. Sua família se mudou para Highland Park, onde cursou o ensino médio. Ele era uma espécie de rebelde, tocando em bandas, mas prestando pouca atenção à escola.
Gary e alguns amigos tentaram "West Side Story" como brincadeira, mas Gary ficou viciado em agir por toda a vida ao fechar a noite. Gary credita seu amor pelo teatro à sua professora de teatro, Barbara Patterson. Em 1974, Gary, Terry Kinney e Jeff Perry fundaram a Steppenwolf Theatre Company, em Chicago. Inicialmente atuando em um porão de igreja, a empresa cresceu e ganhou estatura na área de Chicago. Além de atuar em muitas peças, Gary também dirigiu algumas das mais notáveis produções de Steppenwolf, incluindo "True West" de Sam Shepard. A companhia fez sua estréia fora da Broadway com essa produção, estrelada por Gary e John Malkovich, e sua estréia na Broadway com "The Grapes of Wrath" no Cort Theatre em 1990. A carreira de Gary em Hollywood também começou na cadeira do diretor com dois episódios da estilosa série de TV Crime Story (1986), seguida em 1988 pelo longa Miles from Home (1988), estrelado por Richard Gere. O primeiro longa-metragem de Gary como ator foi a fábula da Segunda Guerra Mundial, A Midnight Clear (1992), em 1992. Naquele ano também encontrou Gary combinando sua atuação e direção de talentos com o aclamado De Mice and Men (1992). Sua primeira observação real pelo público veio em 1994, no entanto. Ele estrelou a minissérie blockbuster The Stand (1994), rapidamente seguido por seu desempenho de bravura como "Lt. Dan "em Forrest Gump (1994). Seu retrato do veterano incapacitado e emocionalmente torturado rendeu a Gary inúmeros prêmios e uma indicação ao Oscar. Busy 1994 foi seguido por ocupado 1995, primeiro reunindo-se com Tom Hanks em Apollo 13 (1995) e, em seguida, estrelando o filme Truman da HBO (1995) que lhe valeu o Globo de Ouro e Screen Actors Guild Awards e uma indicação ao Emmy.
Gary é casado com Moira Sinise, atriz e membro original da empresa Steppenwolf. Eles têm três filhos, Sophie Sinise, McCanna Anthony Sinise e Ella Sinise.