Miskolcon született 1873. július 7-én, apja könyvkereskedése a város szellemi életének egyik fontos központja volt. Ferenczi a bécsi orvosi egyetemen 1896-ban szerzett diplomát, ezután a budapesti Rókus Kórházban, majd az Erzsébet Szeretetkórházban volt alorvos. Érdeklődését a tudatos működésen kívül eső jelenségek (álom, automatikus írás, hipnózis, spiritizmus) keltették fel, s számos cikket, tanulmányt közölt a neurológiai jelenségekről, a lélektani kísérletezésről és a szexualitás pszichés vonatkozásairól. 1896 és 1906 között budapesti törvényszék orvos szakértője volt, 1900-tól idegorvosi magánrendelőt is fenntartott.
1908-ban találkozott Freuddal, akivel - vitákkal és ellentmondásokkal terhes - baráti és munkakapcsolata alakult ki. Freud több művét ő fordította magyarra, elkísérte előadókörutakra és nyaralásaira, másfél ezer egymással váltott levelük a pszichoanalízis történetének legfontosabb dokumentumai. 1910-ben kezdeményezésére alakult meg a Nemzetközi Pszichoanalitikus Egyesület (1918-ban elnöke is volt), 1913-ban létrehozta a magyarországi egyesületet is.
Freud ellenében az analitikus terápia új módszerét dolgozta ki, a terapeuta passzív, távolságtartó magatartásával szemben az aktív, szeretetteljes odafordulást tartotta célravezetőnek. Ferenczi érdeme volt a korai anya-gyermek kapcsolat fontosságának vizsgálata, s őt tartják az "elég jó szülő" teória előfutárának is.
Az első világháborúban katonaorvosként dolgozta ki a háborús neurózisok kialakulásának és kezelésének pszichoanalitikus megközelítését. A Tanácsköztársaság idején az akkor létrejött első pszichoanalitikai tanszék tanára volt, ezért a bukás után távoznia kellett, az Orvosegyesületből is kizárták. 1926-27-ben New Yorkban és Washingtonban tartott előadásokat, de heves ellenállást váltott ki, hogy támogatta a nem orvosi diplomához kötött analitikusi tevékenységet. Az 1930-as évek elején kidolgozta a "gyermekanalízis felnőttekkel" technikáját, módszerei, nézetei, s bizonyos magánéleti konfliktusok ekkorra már teljesen eltávolították Freudtól.
Elméletei, munkássága óriási hatással volt az irodalomra és más művészeti ágakra. Tanítványai között számos kiváló magyar tudóst tartunk számon, így Bálint Mihályt, Hermann Imrét, Róheim Gézát. 1933 elején vészes vérszegénység tüneteit észlelte magán, s nem sokkal 60. születésnapja előtt meg is halt. Újrafelfedezése csak a nyolcvanas években kezdődött el, 1994-ben New Yorkban létrehozták a Ferenczi Intézetet, Budapesten pedig a nevét viselő egyesület működik.