Claudio Sánchez-Albornoz y Menduiña nació en Madrid el 7 de abril de 1893. Realizó sus estudios universitarios en Madrid y se licenció en Filosofía y Letras en 1913, con sobresaliente y premio extraordinario. Un año más tarde se doctoró con una tesis sobre instituciones medievales. A los veintidós años obtuvo el número uno en las oposiciones al Cuerpo Facultativo de Archivos, Bibliotecas y Museos, y a los veinticinco fue catedrático numerario de Historia de España en las universidades de Barcelona, Valencia, Valladolid y Madrid.
En la Universidad Central ejerció como catedrático desde 1920 hasta 1933, año en el que pidió la excedencia a causa de sus actividades políticas. En la universidad complementó la actividad docente con la investigación histórica en el Centro de Estudios Históricos, en cuyo seminario formó a numerosos discípulos, entre ellos medievalistas de gran renombre. En 1926 ingresó en la Academia de la Historia. Simultaneó la docencia y la investigación con el desempeño de varios cargos académicos relevantes: decano de la Facultad de Filosofía y Letras en 1931 y rector de la Universidad Central entre 1932 y 1934.
Entre 1931 y 1936 participó activamente en la vida política española: diputado por Ávila en las tres legislaturas de las Cortes republicanas; ministro de Estado en 1933; vicepresidente de las Cortes en 1936; consejero de Instrucción Pública y embajador de España en Lisboa. En 1939 fue separado de su cátedra definitivamente y condenado por el Tribunal de Responsabilidades Políticas a causa de sus ideas republicanas.
Al romper Portugal relaciones con la República se instaló en Francia, donde pasó toda la Guerra Civil, anticipo de un exilio de cuarenta años. En Burdeos fue profesor de la universidad desde 1937 hasta junio de 1940, año en el que la invasión alemana le obligó a abandonar Francia e instalarse en Argentina.
En Mendoza fue profesor de Historia de la Edad Media en la Universidad de Letras de Cuyo durante año y medio, y en Buenos Aires, catedrático de Historia Medieval hasta el fin de sus días.
En su nueva cátedra bonaerense se entregó por completo a su actividad docente e investigadora; fueron sus años más fructíferos. Destacan sus estudios sobre los reinos de Asturias, Castilla y León y sobre la España musulmana. Sus obras más conocidas son: Una ciudad de la España cristiana hace mil años; En torno a los orígenes del feudalismo; La España musulmana; Orígenes de la nación española: el Reino de Asturias;Instituciones medievales españolas, y España, un enigma histórico. Fue fundador y director del Instituto de Historia de España, que hoy lleva su nombre, y de su órgano de difusión, los Cuadernos de Historia de España, creados en 1944 y publicados ininterrumpidamente hasta el presente. La revista prolonga el espíritu científico del Anuario de Historia del Derecho fundado por él en 1924.
Durante estos años, Claudio Sánchez-Albornoz fue nombrado doctor honoris causa por las universidades de Burdeos, Gante, Tubinga, Lima, Buenos Aires, Oviedo, Valladolid y Lisboa; fue elegido también miembro de las principales academias europeas y americanas, y desarrolló su vocación docente en numerosas universidades de ambos continentes, como conferenciante invitado.
Asimismo, entre 1962 y 1970 continuó su actividad política como presidente del Gobierno Republicano español en el exilio.
En 1970, la Academia de Lincei le otorgó el gran premio internacional Feltrinelli.
En abril de 1976, el historiador regresó por primera vez a España, donde permaneció dos meses. Volvió en julio de 1983 y se instaló en Ávila. Allí falleció un año más tarde, el 8 de julio de 1984, y fue enterrado en el claustro de la catedral.
El año de su muerte, Claudio Sánchez-Albornoz recibió el Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades, otorgado por la Fundación Príncipe de Asturias, de la que fue primer miembro de honor.
Entre otros reconocimientos y distinciones, también fue nombrado por Francia caballero de la Legión de Honor en 1933; hijo adoptivo de Asturias en 1978 y de la provincia de León en 1984; en 1980 recibió la Medalla de Oro de la provincia de Ávila y la Medalla de Oro de la ciudad de Ávila, y en 1983, la Gran Cruz de Carlos III.
Poco antes de morir se constituyó la fundación que lleva su nombre al servicio de la comunidad científica y de la sociedad del conocimiento.