Сун Лянь родился в префектуре Учжоу, центре конфуцианского знания того времени. Он обладал замечательной способностью к учёбе, а среди его учителей были известные конфуцианцы Хуан Цзин, Лю Гуань и У Лай (благодаря этой подготовке его труды принадлежат к неоконфуцианской школе Цзиньхуа поздней Юань). Тем не менее (возможно, благодаря архаичному «высокому стилю» письма), на государственных экзаменах на должность он потерпел провал, что подорвало его доверие к юаньскому правлению.

Впоследствии он возглавил частную школу, которую некогда окончил. Его вовлечённость в управление школой не занимала много времени: считается, что, будучи землевладельцем в Восточном Чжэцзяне, он проводил время в праздности, обращая на себя внимание современников лишь своими книгами. К концу эпохи Юань он, возможно, был самым известным литератором эпохи.

В последние годы правления династии Юань он получил приглашение императора Тогон-Тэмура в члены придворной академии Ханьлинь, но отказался, сославшись на необходимость ухаживать за престарелыми родителями.

Однако после 1360 года он стал советником и идеологом Чжу Юаньчжана, в то время одного из вождей крестьянского восстания. Его влияние было столь велико, что ему приписывают преображение Чжу Юаньчжана из народного вождя в первого императора китайской династии Мин.

После восшествия Чжу Юаньчжана на престол в 1368 году Сун Лянь стал заметным государственным деятелем и продолжил выработку идеологии, обратив в том числе внимание на конфликт между священной традицией и требованиями современности (сохранилась его сатирическая работа Пань-тао Хэ-фу (кит. 蟠桃核賦), высмеивающая возникающие в среде чиновничества конфликты).

Сун Лянь преимущественно известен тем, что руководил составлением хроники предшествовавшей династии Юань, Юань-ши. При составлении он внёс значительные изменения в традицию официальной историографии. Юань-ши была окончена в 1370 году, и несмотря на ошибки и противоречия, является крупнейшим источником по средневековой истории Китая эпохи Юань, а также важным источником по истории северных и северо-западных соседей Китая.

Кроме Юань-ши, Сун Лянь известен сборником биографий знаменитых людей, связанных с его родными краями, Пуян-жэньу-цзи, впоследствии неоднократно переиздававшимся и переведённым на японский, корейский и вьетнамский языки.

Сун Лянь также выступал в роли руководителя различных направлений в академии Ханьлинь и был известным теоретиком и критиком в области литературы и музыки (сохранились как его наставления по стихосложению, так и песни, а также работы, посвящённые игре на цине). Есть сведения о том, что он также писал работы, касающиеся буддизма и даосизма.

В литературе его книги известны как образец стиля гувэнь, хотя, в отличие от других авторов, использовавших его, Сун Лянь был скорее заинтересован в функциональности стиля для выражения идей, чем в стиле ради него самого.

В 1377 году Сун Лянь ушёл в отставку по возрасту и отправился на родину. В его отсутствие он был обвинён в «близости к изменнику» Ху Вэйюну (бывшему сподвижнику Хунъу, выступление которого было подавлено в 1380 году) и вместе с семьёй приговорён к ссылке. По пути к месту ссылки скончался.

В китайской образовательной традиции Сун Лянь стал одним из «трёх великих литераторов ранней Мин». Из-за его значительной политической роли официальная оценка его значительно менялась. Так, в период маоистской культурной революции он получил устойчивую негативную оценку проводника «помещичьей конфуцианской идеологии».