Brandon Sanderson werd geboren op 19 december 1975 in Lincoln, Nebraska. Als tiener las hij graag fantasy-romans en probeerde hij zijn eigen verhalen te schrijven. Nadat hij in 1994 afstudeerde aan de middelbare school, schreef hij zich in aan de Brigham Young University (BYU) als student biochemie. Van 1995 tot 1997 nam hij twee jaar verlof om als zendeling te gaan werken voor de Kerk van Jezus Christus van de Heiligen der Laatste Dagen, en werd hij aangesteld in Zuid-Korea.
Na zijn missiewerk keerde Sanderson terug naar BYU en veranderde zijn hoofdvak in Engelse literatuur. Tijdens zijn studie nam Sanderson een baan aan als nachtbediende in een plaatselijk hotel in Provo, Utah, omdat hij dan kon schrijven terwijl hij werkte. Nadat hij zijn bachelor Engels had gehaald, ging Sanderson naar het BYU-programma voor creatief schrijven en behaalde hij in 2005 zijn M.F.A. Tijdens zijn afstuderen aan BYU maakte Sanderson deel uit van de staf van Leading Edge, een semi-professioneel speculatief fictietijdschrift dat door de universiteit werd uitgegeven.
Sanderson schreef regelmatig tijdens zijn bachelor- en doctoraalstudies, en in 2003 had hij twaalf romans geschreven, allemaal ongepubliceerd. Terwijl hij midden in een afstudeerprogramma aan BYU zat, nam Tor Books redacteur Moshe Feder contact met hem op om te zeggen dat hij graag een van zijn boeken wilde hebben. Sanderson had het manuscript van zijn zesde roman, Elantris, anderhalf jaar eerder opgestuurd. Elantris werd gepubliceerd door Tor Books op 21 april 2005, met over het algemeen positieve kritieken. Het werd in 2006 gevolgd door Mistborn: The Final Empire, het eerste boek in zijn Mistborn fantasy trilogie.
In 2006, trouwde Sanderson met Emily Bushman. Zij was ook een Engelse majoor en lerares. Zij werd zijn zakenmanager. Ze hebben drie kinderen en wonen in American Fork, Utah.