אבי הפסיכואנליזה. נולד ב- 6 במאי 1856 בפרייבורג, מוראביה (כיום פריבור ברפובליקה הצ'כית), בנו השלישי של יעקב פרויד, סוחר צמר, ובנה הראשון של אשתו השנייה, אמלי נתנזון. ב- 1859 עברה המשפחה ללייפציג, גרמניה, ושנה לאחר מכן התיישבה בווינה, שעתידה היתה להיות ביתו של זיגמונד פרויד במשך 78 שנים.
בשנת 1873 סיים פרויד את לימודיו בגימנזיום שפרל, והתחיל ללמוד באוניברסיטת וינה, לקראת קריירה ברפואה. באוניברסיטה יצר קשר עם ארנסט פון ברוק (1819-1892), שבאותה תקופה היה פסיכולוג ידוע. ב- 1882 התחיל פרויד לעבוד בבית החולים הכללי של וינה כסייע קליני, ומקץ שלוש שנים נתמנה למרצה בנוירופתולוגיה.
ב- 1885 נסע פרויד להשתלם בנוירופתולוגיה במרפאת סלפטרייר בפריז, אצל ז'אן-מרטין שרקו (1825-1893). המפגש עם עבודתו של שרקו והתיאוריות שלו השפיע רבות על פרויד בהמשך הקריירה, וסייע לו למקד את מחקרו בנפש, ולאו דווקא במוח, כמקור למצבים נוירוטים. זמן קצר אחרי ששב מפריז, נשא פרויד לאשה את מרתה ברניז, בת למשפחה יהודית מפורסמת שעל אבותיה נמנו היינריך היינה והרב הראשי של המבורג.
פרויד התיישב ברחוב ברג 19 בווינה, שהיה ביתו יותר מחמישים שנים, והתחיל לעבוד במשותף עם יוזף ברוייר (1842 – 1925). אחת הפציינטיות של ברוייר, ברתה פפנהיים, (אנה או., כפי שנקראה בספרות הפסיכואנליטית), מילאה תפקיד מכריע בהתפתחות שיטתו של פרויד, שיטת האסוסיאציה החפשית.
שמו יצא לתהילה עם פרסום "פשר החלומות" בשנת 1899. לימים היה זה אחד הספרים המשפיעים ביותר, לא רק בתחום הפסיכואנליזה, אלא גם בתחומים מדעיים תרבותיים ואמנותיים רבים.
לאורך קריירה עשירה, ארוכה ופורה, הרבה פרויד בפרסומים. נציין אך אחדים:
פסיכופתולוגיה של חיי יום יום (1904); בדיחות ויחסן לתת-מודע (1905); שלוש מסות על התיאוריה המינית (1905); מבוא לפסיכואנליזה (1910); מעבר לעקרון העונג (1920); אגו ואיד (1923).
פרויד גילה עניין רב גם בתחום הסוציולוגיה והפסיכולוגיה החברתית, והרבה לכתוב גם בנושאים אלה:
טוטם וטאבו (1913); הפסיכולוגיה של ההמון והאנליזה של האני (1921); עתידה של אשליה (1927); תרבות בלא נחת (1930); משה האיש ואמונת היחיד (1938).
באורח חייו לא היה פרויד יהודי, אך מעולם לא התכחש למוצאו. בראיון שנתן לגאורג סילבסטר ויארק בשנת 1926, שפורסם שנה אחר כך, הצהיר בפירוש על זהותו: "שפתי גרמנית. תרבותי והשגי הם גרמנים. החשבתי עצמי גרמני מבחינה אינטלקטואלית עד ששמתי לב להתפשטות דעות קדומות אנטישמיות בגרמניה ובאוסטריה הגרמנית. מאז אני מעדיף לקרוא לעצמי יהודי."
הוא ספג הרבה התבטאויות ומעשים אנטישמיים במהלך חייו, ובעיקר אחרי עליית הנאצים לשלטון בגרמניה. הם הוקיעו את ספריו כ"ביטוי למדע יהודי" ושרפו אותם בפומבי עוד בשנת 1933. כשסופחה אוסטריה אל גרמניה הנאצית, במרץ 1938, נאלץ פרויד להימלט, ובעזרתם של ידידים התיישב באנגליה. הוא נפטר מסרטן ביום 23 בספטמבר 1939, שלושה שבועות אחרי פרוץ מלחמת העולם השנייה.