Założyciel Związku Walki Czynnej, szef Sztabu I Brygady Legionów Polskich, generał Wojska Polskiego, minister spraw wojskowych. Następca Prezydenta RP i minister stanu w rządzie na emigracji, komendant główny Związku Walki Zbrojnej, Naczelny Wódz Polskich Sił Zbrojnych na Zachodzie.

Urodził się 19 listopada 1885 roku w Warszawie w rodzinie inteligenckiej pochodzenia szlacheckiego. Tam ukończył V gimnazjum. Po śmierci ojca Józefa, sędziego pokoju, wychowywała go matka Zofia z Drabińskich. Podejrzany przez władze szkolne o przynależność do tajnego kółka samokształceniowego młodzieży postępowej, żeby uniknąć konsekwencji karnych przeniósł się w roku 1904 do Petersburga, gdzie ukończył ze złotym medalem XII Gimnazjum. Po uzyskaniu matury w Petersburgu, w 1905 roku zdał na Politechnikę Warszawską. Studiów jednak nie podjął z powodu zamknięcia uczelni po wybuchu strajku szkolnego. W tym samym wstąpił do Polskiej Partii Socjalistycznej, a rok później do Organizacji Bojowej tej organizacji, gdzie pełnił funkcję komendanta w okręgu warszawskim, radomskim i Zagłębiu Dąbrowskim. W 1907 roku rozpoczął studia na Politechnice Lwowskiej, angażując się jednocześnie w działalność niepodległościową.

W 1908 roku utworzył Związek Walki Czynnej. Dwa lata później został współzałożycielem Związku Strzeleckiego, w którym po objęciu funkcji komendanta głównego przez Józefa Piłsudskiego w 1912 roku, był zastępcą i szefem sztabu.

W Legionach Polskich od sierpnia 1914 roku pełnił obowiązki szefa sztabu, najpierw 1 Pułku Piechoty, a następnie I Brygady. W 1914 roku otrzymał stopień podpułkownika, a dwa lata później pułkownika. Uczestniczył we wszystkich walkach brygady, niejednokrotnie dowodząc nią w czasie działań bojowych pod nieobecność Józefa Piłsudskiego, m.in. pod Kielcami (12-13 sierpnia 1914 roku) i Łowczówkiem (25 grudnia 1914 roku).

Po kryzysie przysięgowym, aresztowany 22 lipca 1917 roku przez władze niemieckie. Przetrzymywany był w m.in. w twierdzy magdeburskiej, z której zwolniony został 10 listopada 1918 roku i razem z Józefem Piłsudskim powrócił do Warszawy, rozpoczynając służbę w tworzonym Wojsku Polskim, w którym awansowany został do stopnia generała brygady. 

Od 10 listopada 1918 roku do 3 marca 1919 roku pełnił funkcję dowódcy Okręgu Generalnego Warszawa, następnie od 3 marca 1919 roku do 24 maja 1920 roku był wiceministrem spraw wojskowych. W 1920 roku otrzymał stopień generała dywizji. Od 25 maja do 10 sierpnia 1920 roku dowodził Armią Rezerwową, po czym został mianowany ministrem spraw wojskowych i członkiem Rady Obrony Państwa, które to funkcje piastował do 17 lutego 1924 roku.

Od 17 lutego 1924 roku do 13 maja 1926 roku był członkiem Rady Wojennej i dowódcą Okręgu Korpusu VII Poznań. W czasie wydarzeń majowych, nie chcąc popierać żadnej ze stron, próbował popełnić samobójstwo. Odratowany, pół roku spędził w szpitalu.

17 marca 1927 roku mianowany inspektorem Armii „Podole”, a później Armii „Wołyń”. W 1928 roku został inspektorem Armii „Polesie”, którym był do sierpnia 1939 roku, będąc jednocześnie przewodniczącym Komitetu do Spraw Uzbrojenia i Sprzętu, a także przewodniczącym Komitetu Wyższej Szkoły Wojennej. W 1936 roku otrzymał stopień generała broni.

W czasie kampanii polskiej w 1939 roku, w okresie od 10 do 20 września, był dowódcą Frontu Południowego, na którym w nocy z 15 na 16 września, w bitwie pod Sądową Wisznią, podczas ataku na bagnety został rozbity doborowy Pułk Zmotoryzowany SS-Standarte „Germania”.

Po nieudanych próbach przebicia się na odsiecz Lwowa (w trakcie tych zmagań generał często walczył sam z karabinem w ręku), przez Węgry, w październiku 1939 roku dotarł do Paryża. Wyznaczony został przez prezydenta RP Władysława Raczkiewicza jego następcą. W  listopadzie 1939 roku objął stanowisko wicepremiera i ministra stanu oraz przewodniczącego Komitetu Ministrów dla Spraw Kraju w rządzie emigracyjnym generała Władysława Sikorskiego.

Od 13 listopada 1939 roku do 30 czerwca 1940 roku był Komendantem Głównym Związku Walki Zbrojnej.

W lipcu 1941 roku, po podpisaniu układu Sikorski-Majski, ustąpił z rządu na znak protestu. W dyspozycji Naczelnego Wodza pozostawał do lipca 1943 roku. Po tragicznej śmierci generała Władysława Sikorskiego 8 lipca objął funkcję Naczelnego Wodza, którą sprawował do 30 września 1944 roku. W tym czasie zreorganizował system dowodzenia polskich jednostek wojskowych w Wielkiej Brytanii. Ponadto na sztandarach wojskowych nakazał umieścić napis „Bóg, Honor i Ojczyzna”.

Gdy wybuchło Powstanie Warszawskie generał starał się u brytyjskiego szefa sztabu A. Brooke’a i ministra lotnictwa A. Sinclaira o zorganizowanie pomocy dla walczącej Warszawy, m.in. domagał się od aliantów zgody na przerzucenie tam 1 Samodzielnej Brygady Spadochronowej. Widząc fiasko swych zabiegów wydał 1 września rozkaz nr 19 do Armii Krajowej, w którym zarzucił sprzymierzonym oportunizm polityczny, opuszczenie Polaków na froncie wspólnego boju z Niemcami, mimo posiadania technicznej potęgi, odwołując się do zobowiązań sojuszniczych, żądał dostaw broni oraz amunicji i oznajmiał, że jeśliby ludność stolicy przez bierność, obojętność, czy zimne wyrachowanie wydana została na rzeź masową, wówczas sumienie świata obciążone będzie grzechem krzywdy straszliwej i w dziejach niebywałej. Rozkaz ten wywołał skandal polityczny w Londynie. Zarówno Wielka Brytania i ZSRR, jak i rząd Stanisława Mikołajczyka postawiły wymóg udzielenia dymisji Sosnkowskiemu, co też uczynił prezydent Władysław Raczkiewicz. W wyniku odwołania ze stanowiska generał wyjechał do Kanady i osiedlił się w Arundel pod Montrealem. Po wojnie prowadził działalność publicystyczną.

Zmarł po ciężkiej i długotrwałej chorobie 11 października 1969 r. w Arudel. Jego prochy złożone zostały w kościele św. Stanisława w Paryżu. W 1992 roku sprowadzono je do Warszawy i pochowano w podziemiach archikatedry św. Jana. Kazimierz Sosnkowski odznaczony był m.in.: Orderem Orła Białego (pośmiertnie w 1995 roku), Krzyżem Komandorskim oraz Krzyżem IV i V klasy Orderu Virtuti Militari, Wielką Wstęgą Orderu Odrodzenia Polski, Krzyżem Niepodległości z Mieczami, czterokrotnie Krzyżem Walecznych, dwukrotnie Złotym Krzyżem Zasługi.