Родился 15 апреля 1878 года в селе Сактар (ныне Гиждуванский район, Бухара), в зажиточной крестьянской семье. Мать его происходила из села Махалаи Боло Шафирканского тумана (ныне Бухарской области Республики Узбекистан). В 1890 году, когда ему исполнилось 12 лет, от эпидемии холеры умерли его родители. Садриддина взял к себе старший брат, который жил в Бухаре. Там юный Айни поступил в знаменитое бухарское медресе Кукельдаш.

Учась в медресе, Айни одновременно работал дворником, поваром. Был близко знаком с видными бухарскими интеллектуалами, среди которых были Садр Зия, Дамулла Икрам и др. Садриддин Айни был участником движения просветителей — джадидов.

Важный момент в его жизни — общение с рабочими хлопкоочистительного завода на станции Кызыл-Тепе, где он работал с сентября 1915 по апрель 1916 года. Именно там нашел он героев своих первых повестей, изданных много лет спустя.

В апреле 1917 года перед резиденцией эмира в Бухаре состоялось выступление крайне реакционных сил эмирата, главным образом представителей духовенства. Айни отказался участвовать в этой демонстрации верноподданнических чувств. За это его схватили дома озверевшие фанатики и подвергли публичному наказанию: он получил 75 ударов палками. Истерзанного Айни бросили в мрачное подземелье — тюрьму Обхону. Он разделил бы тяжелую участь многих своих сограждан, если бы вскоре не подоспели на выручку большевики, которых Совет рабочих и солдатских депутатов г. Кагана послал на помощь жертвам эмирского террора. На площади перед тюрьмой возник стихийный митинг. Вот тогда-то Айни впервые и встал под красное знамя революции.

Ко времени Октябрьской революции Айни написал много лирических стихотворений (одно из первых — «Роза» — появилось в 1896 г. Под ним уже стоял псевдоним Айни, то есть «глазастый»). После победы красных, Айни стал поэтом революции, летописцем истории родного народа.

В последующие годы принимал участие в установлении Советской власти в Бухаре. Как многие интеллигенты того времени, он связывал с Советской властью надежды на преодоление застоя в бухарском обществе времен правления эмира Алим-хана. Активно участвуя в «строительстве новой жизни», он стал советским литератором, заложившим национальные основы таджикско-узбекского «социалистического реализма». Садриддин Айни был обласкан Советской властью. В 1951 году он стал первым президентом Академии наук Таджикской ССР, избирался в Верховный Совет СССР (эта должность была в Советское время «довеском» к высокому статусу, которая была выборной только по названию, на самом же деле, на неё назначали «уважаемых людей»).

В советское время занимался в основном литературной деятельностью. Составил впервые антологию таджикского национального творчества «Образцы таджикской литературы».

С 14 апреля 1951 года — академик и первый президент АН Таджикской ССР. Депутат ВС СССР 3—4 созывов (с 1950 года).

В 1927 году — один из организаторов Самаркандской академии

Умер 15 июля 1954 года в Сталинабаде (ныне Душанбе, Таджикистан).