Gary Allan Sinise est le fils de Millie et Robert L. Sinise. Il est né le 17 mars 1955 à Blue Island dans l'Illinois et sera l'aîné d'une fratrie de trois enfants. Il a grandi à Blue Island.
Dès son plus jeune âge, il est familier avec le milieu du 7e art, puisque son père est monteur professionnel pour la télévision et le cinéma. C'est à Highland Park qu'il entame ses années de lycée. Ses études ne le passionnaient pas, il leur a toujours préféré la musique. Il joue alors dans des groupes de rock, en tant que chanteur et bassiste, passion qu'il a conservée encore aujourd'hui.
Au lycée, un professeur l'invite à participer avec trois de ses amis à la pièce West Side Story, proposition qu'il accepte. Grâce à cette interprétation, des portes s'ouvrent pour le jeune Gary Sinise, celles du théâtre.
Au cinéma, Gary Sinise commence à percer grâce à sa prestation de vétéran du Viêt-nam dans Forrest Gump. Depuis, il a enchaîné les seconds rôles efficaces dans des grandes productions, comme
Mort ou vif,
Apollo 13, La Rançon,
La Ligne verte,
Snake Eyes ou encore
Mission to Mars.
Mais il doit attendre longtemps pour devenir réellement célèbre, avec son rôle de Mac Taylor dans Les Experts : Manhattan.
Gary Sinise est membre d'un groupe de musiciens, le
Lieutenant Dan Band, avec lequel il a fait des tournées pour soutenir les soldats américains en Irak. Il est aussi très engagé dans des oeuvres caritatives.
Il est le co-fondateur de l'organisation caritative OIC. Gary Sinise est politiquement affilié au parti républicain, fondateur du club conservateur Friends of Abe et l'un des soutiens hollywoodiens de John McCain lors de la campagne présidentielle de 2008,. Il a reçu la Presidential Citizen Medal en décembre 2008. Il est également le co-fondateur du Steppenwolf Theatre de Chicago.
Il est marié depuis 1981 à l'actrice Moira Harris rencontrée à l'université. Ils ont trois enfants : Sophie (1988), McCanna (1990) et Ella (1992). Il est notamment ami avec John Malkovich et Tom Hanks, qu'il a rencontré à Chicago et avec qui il a travaillé au Steppenwolf Theatre.