Sus padres son tamiles, de Bangalore (India), y tiene una hermana. Sendhil está casado con la actriz Olga Sosnovska y ambos tienen dos hijos, Halina y Alex.

Se crio en San Antonio, donde acudió al Keystone School. Allí se graduó en 1991 y en 1999 en la Webber Douglas Academy of Dramatic Art.

Cine

• Little India (2001) - Naveen
• Death, Deceit & Destiny Aboard the Orient Express (2001) - Nikki
• Thanks to Gravity (2006) - Saajan
• Blind Dating (2006) - Arvind
• The Slammin' Salmon (2009) - Marlon Spencer
• It's a Wonderful Afterlife (2010) - D S Murthy
• Shor (2010) - Abhay
• The Secret Art of Human Flight (2024) - Roger^[1]​

Televisión

• En el comienzo (2000) - Adam
• Casualty - Ron Montague (1 episodio, 2001)
• Ultimate Force (6 episodios, 2002) - Alex Leonard
• The Guiding Light (n.º de episodios desconocido, 2002 - 2003) - Lloyd
• My Sexiest Mistake (2004) - Ronald
• Grey's Anatomy (1 episodio, 2005) - interno
• Numb3rs (1 episodio, 2005) - Especialista DOE
• The Evidence (1 episodio, 2006) - Dr. Dhruv Sharan
• Héroes (2006 - 2010) - Mohinder Suresh
• Psych (1 episodio, 2009) - Rajesh «Raj» Singh
• Covert Affairs (10 episodios, 2010) - Jai Wilcox
• Beauty & the Beast (2012-2014) - Gabriel Lowen
• CSI: Miami (1 episodio, 2012) (Temporada 10, episodio 12; Friendly Fire)
• Unforgettable (2013) - Phillip
• New Amsterdam (serie de TV) 2019
• The Flash (2019) - Ramsey Rosso / Bloodwork
• Yo nunca (serie) (2020) - Mohan
• Doom Patrol (2022-2023) - Rama / Señor 104
• One Piece (2025) - Nefertari Cobra

• Sendhil Ramamurthy en Internet Movie Database (en inglés).