Хироюки Санада родился в Синагава, Токио под именем Хироюки Симосава. Занимался в Japan Action Club под руководством легенды японского кино Сонни Тиба, где и получил свой псевдоним. Изначально планируя стать звездой боевиков, он прошёл полную подготовку по боевым искусствам.
Как актёр, Санада впервые заявил о себе в фильме Макото Вады «Mahjong Hourouki». Отношения Вады с Санадой можно сравнить с тандемом Джон Хьюстон — Хамфри Богарт, так как с тех пор Санада снимался в каждом фильме Вады. Эти работы пронизаны юмором и ностальгическим духом классического кино.
В 80-х Санаду пригласили в гонконгское кино. Он снялся в таких известных фильмах как «Ниндзя в логове дракона» с Конаном Ли и «Королевские Воины», где его партнёрами были Мишель Йео и Майкл Вонг.
За свою карьеру Санада показывает себя разносторонним актёром, способным одинаково качественно сыграть в фильме любого жанра. Самыми известными работами актёра являются: первая часть самурайской трилогии Ёдзи Ямады «Сумрачный самурай», мистический триллер Хидэо Накаты «Звонок» и голливудский дебют Санады — фильм Эдварда Цвика «Последний самурай», в главных ролях которого снялись Том Круз и Кэн Ватанабэ. Также Санада снялся в фильмах «Клятва» Чена Кайгэ и «Белая графиня» Джеймса Айвори.
Кроме кино, Санада участвовал во многих театральных постановках, а также выпустил несколько музыкальных альбомов. В 2000 году он стал первым японским актёром, которого пригласили в Royal Shakespeare Company, где он сыграл роль Шута в пьесе «Король Лир». За эту роль актёр получил Орден Британской империи (MBE).
Хироюки Санада разведён. Его бывшая супруга — актриса Сатоми Тэдзука. У них двое детей.
