Sancho Gracia nació el 27 de septiembre de 1936 en Madrid, y poco después toda la familia tuvo que emigrar a Uruguay a causa de la Guerra Civil. Allí estudió interpretación con Margarita Xirgu, con la que debutó en el teatro en El sueño de una noche de verano de Shakespeare. En 1963 volvió a España, y enseguida empezó a trabajar en las tablas a las órdenes de directores como José Tamayo y Miguel Narros.
Sus trabajos en el cine se iniciaron con La otra mujer, de François Villiers, en 1964, pero su popularidad se la debió sobre todo a sus apariciones en Televisión Española, en un principio en los célebres Estudio 1 entre 1964 y 1973 (con obras como El alcalde de Zalamea, Otelo o Doce hombres sin piedad), luego en la serie Los camioneros (1974-1975), y sobre todo en la popularísima serie de bandoleros Curro Jiménez, que estuvo en pantalla entre 1976 y 1978 (aunque luego hubo intentos de reflotar la serie en 1994 con Curro Jiménez: El regreso de una leyenda, y que marcó la infancia y adolescencia de muchos telespectadores y también su carrera y su vida. También es muy recordado por su intervención en el primer episodio de La huella del crimen: Jarabo (1985), dirigido por Juan Antonio Bardem y todo un hito en la televisión de nuestro país.
De entre sus más de 127 trabajos para cine y televisión, destacan además: Montoyas y Tarantos (Vicente Escrivá, 1989), Cachito (Enrique Urbizu, 1996), Martín (Hache) (Adolfo Aristarain, 1997), La mirada del otro (Vicente Aranda, 1998), Muertos de risa (Álex de la Iglesia, 1999), La comunidad (Álex de la Iglesia, 2000), La caja 507 (Enrique Urbizu, 2002), 800 balas (Álex de la Iglesia, 2002) y Balada triste de trompeta (Álex de la Iglesia, 2010). Su último trabajo en cine fue en Entrelobos (Gerardo Olivares, 2010).