

A Pázmány Péter Tudományegyetem BTK magyar–román szakán 1949-ben, majd a Liszt Ferenc Zeneművészeti Főiskola zenetudományi és zeneszerzés szakán szerzett diplomát 1956-ban és 1958-ban, Kodály Zoltán és Szervánszky Endre növendékeként.
1958-tól 1968-ig az MTA Zenetudományi Intézet munkatársa, 1968 és 1974 között főmunkatársa, 1974-től 1988-ig osztályvezetője volt. Ebben az időszakban a teljes magyar nyelvterületen, illetve számos országban gyűjtött népzenét, többek között Etiópiában, Örményországban és Kuvaitban.
1966-ban védte meg a zenetudományok kandidátusi, 1990-ben pedig akadémiai doktori értekezését.
1978 és 1991 között a Hagyományos Zene Nemzetközi Tanácsa (ICTM) intézőbizottságának tagja volt. 1985–86-ban az Innsbrucki, 1989–1990-ben és 1994-ben a Göttingeni Egyetem vendégprofesszoraként állt a katedrán.
1969-től 18 éven át hetenként tartott népzenei ismeretterjesztő előadást a Magyar Rádióban, mely meghozta számára az országos ismertséget.
1991-ben címzetes egyetemi tanárrá avatta az Eötvös Loránd Tudományegyetem. 2004-ben a Széchenyi Irodalmi és Művészeti Akadémia tagjai közé választotta.
Munkáját 1976-ban Erkel Ferenc-díjjal, 1993-ban MAOE-nagydíjjal jutalmazták. 1995-ben megkapta a Magyar Köztársasági Érdemrend középkeresztjét, 2000-ben pedig a Köztársasági Elnöki Aranyérmet. 2005-ben Széchenyi-díjban, 2007-ben Hazám díjban, 2012-ben Eötvös József-koszorúban, 2014-ben pedig Prima Primissima díjban részesült.
A Kulturális és Innovációs Minisztérium Sárosi Bálint népzenekutatót saját halottjának tekinti.