Il est né en Allemagne, en 1932, d'un père juif, le métallurgiste George Sachs. En 1937, sa famille quitta l'Allemagne pour fuir les persécutions nazies, et s'installa aux États-Unis, aussi Rainer Sachs est-il généralement considéré comme un scientifique américain. Il a obtenu son diplôme de Bachelor en mathématiques au MIT et son doctorat en physique théorique à l'université de Syracuse.
De 1969 à 1993, il a été professeur de maths et physique à l'université de Californie à Berkeley (UCB), et en est depuis 1993 professeur émérite. En 1994, il fut nommé professeur de recherches en mathématiques. Depuis 2005, il est professeur adjoint à la Tufts medical school.
Jusqu'à 1985, il a travaillé sur la cosmologie et l'astrophysique de la relativité générale[2]. Il a également coécrit les livres General Relativity for Mathematicians[3] et General Relativity and Cosmology[4]. Sa contribution comprend un travail conjoint sur l'effet Sachs-Wolfe et le théorème d'Ehlers-Geren-Sachs, tous les deux en relation avec le rayonnement du fond diffus cosmologique. À partir de 1985, il a travaillé sur la mathématique et informatique en biologie, spécialement la biologie des rayonnements. Son travail sur la radiobiologie a intégré des recherches sur les radiations et le cancer[5].