Po śmierci swojego starszego brata i następcy tronu Ferdynanda de la Cerda (1275[1][2][3]), wykorzystując rosnącą niechęć społeczeństwa do kosztownej polityki zagranicznej swojego ojca oraz sprzeciw możnych dla prób centralizacji państwa, Sancho wystąpił o uznanie swojego prawa do tronu, co spotkało się z życzliwym przyjęciem przez Kortezy. Alfons X, stając w obliczu nacisków możnych i nowej inwazji Merynidów, uznał w 1278 Sancho za swojego następcę, mimo że po śmierci następcy tronu Ferdynanda prawo dziedziczenia korony przechodziło na jego synów (infantes de la Cerda[3]), Alfonsa i Ferdynanda. W odpowiedzi na to królowa i Blanka (córka króla Francji – Ludwika IX Świętego i wdowa po Ferdynandzie), wraz z synami, schroniły się w Aragonii. Gdy w 1282 r.[3] Sancho z poparciem Kortezów przywłaszczył sobie koronę Kastylii, Alfons X pozbawił go praw do tronu i wycofał się do Sewilli[2].
Po śmierci ojca Sancho zdołał jednak zachować koronę, chociaż opłacił to utratą kontroli nad królestwem, w zamian bowiem za udzielone poparcie arystokratyczne rody Haro i Lara uzyskały faktyczne rządy nad Kastylią. Na słabą pozycję króla wpłynęło także nieuznawanie przez papieża jego małżeństwa z Marią de Molina, zawartego w 1282, a co za tym idzie niepewna sytuacja prawna ich potomstwa.
W 1292 Sancho, w sojuszu z Aragonią i muzułmańskąGrenadą, zdobył[4]Tarifę[3]. Po nieudanej próbie odbicia miasta Merynidzi zaprzestali interwencji w Hiszpanii i wycofali się ze zdobytych ziem (z wyjątkiem Algeciras i Rondy), przekazując je władcy Grenady.
Mając świadomość śmiertelnej choroby (gruźlicy[2]), w 1295 Sancho ustanowił swoją żonę regentką dla małoletniego syna Ferdynanda, swojego następcy. Z małżeństwa z Marią de Molina, zawartego w 1285, miał siedmioro dzieci:
↑Praca zbiorowa: Historia powszechna - Od imperium Karola Wielkiego do kryzysu XIV wieku. T. 8. Mediaset Group SA, 2007, s. 178. ISBN 978-84-9819-815-7.
Od czasu Karola I Kastylia-León i Aragonia, mimo pewnych odrębności prawnych, de facto tworzyły jedno Królestwo Hiszpanii. (Zobacz – władcy Hiszpanii.)