Apja Sass István orvos, anyja Farkas Erzsébet volt. Iskoláit Sárszentlőrincen kezdte, itt kötött barátságot a padtárs Petőfivel. A gimnáziumi éveket Sopronban töltötte, ahol szintén találkozott a baka, majd obsitos Petőfivel. Orvosi tanulmányait Pesten és Bécsben végezte. Petőfi először 1845. július 26. és augusztus 9. között vendégeskedett Borjádon. Sass István 1847-ben habilitált Az agykérgi szélütésről című értekezésével. 1847-1848-ban Sauer Ignác belgyógyászati kórházában tanársegédként ténykedett, majd Balassa János tanítványa volt. 1847-ben elkísérte Petőfit Vácra, hogy megvizsgálja a költő szüleit. 1849 februárjában Petőfi „Istóknak, legrégibb barátjának” ajándékozta Horatius-kötetét. Az 1848/49-es szabadságharc alatt az esztergomi országos kórház igazgatója volt, majd Görgey táborában lett főorvos. A vereség után Aradra internálták. 1850-ben Ozorán, fél évvel később Tamásiban Esterházy herceg uradalmi orvosaként települt le, és itt lakott 1865-ig, amikor Tolna vármegye főorvosának választották meg. Ekkor Szekszárdra költözött. Rendszeresen publikált szakcikkeket. Az Országos Közegészségi Tanácsnak megalakulásakor rendkívüli tag volt a testületben. 1872-ben a Ferenc József-rend lovagkeresztjével tüntették ki. Petőfiről szóló visszaemlékezései a legmegbízhatóbb memoárok egyike.