Aziz Sancar 8 eylül 1946 senesinde Mardin’in savur ilçesinde dünyaya gelmiştir. Annesi Meryem Sancar babası Abdülgani Sancar’dır. Çiftçilikle geçinen orta gelirli bir ailenin 8 çocuğundan yedincisidir. Kalabalık bir aile olmasına karşın çocuklarının eğitimi için ellerinden geleni yapmışlardır. Öyle ki Aziz Sancar‘in ağabeyi TSK’da generalliğe kadar yükselmiştir. İlkokula gittiği dönemlerde tek çift ayakkabısı olan Aziz Sancar‘in çocukluğu keçilere çobanlık ederek geçmiştir. İlk orta ve lise öğrenimini Savur ve Mardin’de tamamlamıştır.
Aziz Sancar liseye gittiği dönemde futbola merak sarmış, okul takımında kalecilik yapmıştır. Sonrasında Genç milli takım seçmelerine çağrılmıştır fakat lise son sınıfta futbolcu olma hayalinden vazgeçip üniversite okumaya karar vermiştir.1963 yılında İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesine başlamış, 1969 yılında birincilikle doktor olarak mezun olmuştur.
2 yıl memleketi Savur‘da sağlık ocağında görev aldıktan sonra NATO-TÜBİTAK bursu ile öğrenim için Amerika’ya gitmiştir. John Hopkins Üniversitesi ve Dallas Üniversitesinde Moleküler Biyoloji alanında doktorasını 1977 yılında tamamlamıştır. 1977 ve 1982 yılları arasında Yale Üniversitesinde çalışmış bu süre içerisinde DNA onarımı üzerine çalışmalar gerçekleştirerek Doçentlik tezini tamamlamıştır.
DNA onarımı, kanser tedavisi ve hücre dizilimi konularında çalışan Sancar’ın 33 kitabı ve 415 makalesi vardır.
Hücrelerin hasar gören DNA’ları nasıl onardığını ve genetik bilgisini koruduğunu haritalandıran araştırmaları sayesinde 2015 Nobel Kimya Ödülü‘ne layık görülmüştür. Aziz Sancar Nobel alan ikinci Türk’tür. Bu ödülün ardından Amerika’da okuyan Türk öğrencilere yardım etmek ve Türk-Amerikan ilişkilerini iyileştirmek adına Aziz & Gwen Sancar Vakfı’nı kurmuştur. Vakfın isminde de geçen Gwen’in; Aziz Sancar’ın biyokimya profesörü olan eşi Gwen Boles Sancar’dan gelmektedir.. Vakıf ile Kuzey Carolina’da Carolina Türk Evi isminde bir öğrenci misafirhanesi açan çifte vatandaş Aziz Sancar, 2006’da da Türkiye Bilimsel Akademisi’nin asli üyeleri arasına katılmıştır.
Halen North Carolina Üniversitesi Biyokimya ve Biyofizik Bölümü’nde öğretim üyesi olarak görev yapmaktadır.
Aziz Sancar almış olduğu Nobel ödülünü bu ödülün gerçek sahibinin Mustafa Kemal Atatürk‘ün eğitimde yaptığı devrimler olduğunu ifade etmiş ve 19 Mayıs 2016 da ödülünü Anıtkabire teslim etmiştir. Atatürk ve Kurtuluş savaşı müzesinde, özel olarak hazırlanmış bölümde sergilenmektedir.