Родился 26 декабря 1932 года в городе Москве. Татарин.
С 1936-го жил с родителями в Казани, окончил с серебряной медалью среднюю школу № 19. Был чемпионом города Казани по шахматам среди юношей.
В 1955 году окончил физический факультет Московского государственного университета. В 1956–1961 годах работал в Институте атомной энергии (ныне – Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова). В 1961–1970 годах – заведующий лабораторией Института ядерной физики Сибирского отделения АН СССР (г. Новосибирск).
В 1964 году открыл бесстолкновительные ударные волны, создал качественные представления относительно распространения сильных разрывов в плазме. Осуществил важные исследования по теории магнитных ловушек «Токамак».
В 35 лет стал академиком АН СССР, был самым молодым академиком в СССР. Он был первым советским ученым, когда-либо избранным в Ватиканскую Академию Наук.
В 1970–1973 годах – работа в Институте физики высоких температур АН СССР.
Один из создателей современной физики плазмы. За создание неоклассической теории процессов переноса в ториодальной плазме в 1984 году была присуждена Ленинская премия.
С 1973 по 1988 год – директор Института космических исследований АН СССР. Под его руководством были реализованы уникальные исследовательские программы на космических аппаратах серий «Космос», «Прогноз», «Интеркосмос», «Метеор», «Астрон», «Марс», «Венера», орбитальных комплексах «Союз», «Салют», а также ряд важнейших прикладных работ.
Руководил многими важными проектами, включая совместный Советско-Американский «Союз-Аполлон», серию «Венера» для исследования планеты Венера, также международные миссии к Комете Галлея, позже к Фобосу, спутнику Марса.
В 1986 году за руководство в международной программе исследования Кометы Галлея Сагдееву Роальду Зиннуровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда.
В 1987–1991 годы – народный депутат Верховного Совета СССР. Работал в качестве советника Михаила Горбачева по вопросам, связанным с гражданскими космическими системами и военными космическими системами оружия.
С 1989 года по настоящее время – профессор физики в Мерилендском университете (США), руководит астрономическими исследованиями, выполняемыми с помощью космических летательных аппаратов. Проживает в Америке.
Доктор физико-математических наук, профессор, иностранный член многих зарубежных академий (США, Великобритания, Швеция, Германия, Чехия, Ватикан, Академия 3-го мира и др.). Почетный доктор ряда престижных университетов (Лос-Анджелеса, Нью-Йорка, Мичигана, Тулузы (Франция), Граца (Австрия) и др.), член общества Макса Планка (АН ФРГ).
Награжден двумя орденами Ленина, орденами Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени.
Лауреат премий: Ленинская премия (1984) за работу в плазменной физике; Медаль Тейта (Американский Институт Физики) в 1991 году; премия имени Этторе Майорана (Италия) в 1993 году; премия имени Лео Сцилларда (Американское Физическое Общество) в 1995 году; премия имени Максвелла (Американское Физическое Общество) в 2001 году. Звание «Человек Года» (Франция) присвоено Сагдееву Р.З. в 1988 году [481, 776, 1049, 1217].