Sloane nació en 1660 en la localidad de Killileagh, en Irlanda del Norte, Desde muy joven ya empezó a mostrar un fuerte interés por el estudio de la Naturaleza, y con 18 años se traslada a Londres para estudiar farmacia, donde se relacionará con John Ray. Posteriormente Sloane se traslada a Francia para estudiar medicina en las universidades de París, Montpellier y Orange, obteniendo el graduado en 1683. 

Tras volver a Inglaterra comienza a ejercer como médico y entra a formar parte de la Royal Society. En 1687 se le brinda la oportunidad de viajar a Jamaica como médico personal del Duque de Albemarle, recién nombrado gobernador de la isla. En Jamaica Sloane pasará dos años y recorrerá las distintas islas, donde se dedicará a la recolección de plantas y animales. Para realizar las ilustraciones Sloane eligió al lugareño Garret Moore. Con el material vegetal recolectado (unas 800 especies) Sloane publicará, a su vuelta a Inglaterra, Catalogus plantarum quae in insula Jamaica… (1696), un tratado botánico sin ilustrar.

En 1707 publicó el primer volumen de su obra más importante, A Voyage to the Islands Madera, Barbados, Nieves, S. Christophers and Jamaica, with the Natural History of the Herbs and Trees, Four-footed Beasts, Fishes, Birds, Insects, Reptiles..., cuyo segundo tomo vio la luz en 1725. El primero hace referencia a la flora de las islas, mientras en el segundo se estudia tanto la fauna como las costumbres de sus habitantes, el clima o la agricultura. En total, esta obra contiene 285 magníficos grabados calcográficos a doble página o plegados, elaborados por Michael Vander Gucht y John Savage a partir de los dibujos que había elaborado en Jamaica Garret Moore y otros nuevos realizados por Everhardus Kickius. Estas ilustraciones contienen las primeras representaciones de la flora y la fauna de Jamaica y sus islas vecinas.

En 1712 Sloane entró a formar parte del Colegio de Médicos, donde promocionó la aparición de nuevas ediciones de Philosophical Transactions, una prestigiosa revista científica pionera en su tiempo. El éxito de sus publicaciones le proporcionaron gran fama, siendo designado médico suplente de la reina Ana en 1696, posteriormente de Jorge I en 1716, y médico habitual de Jorge II en 1727. Este mismo año, tras la muerte de Isaac Newton, Sloane es elegido presidente de la Royal Society, cargo que desempeñará hasta 1741, momento en el que se retira a Chelsea. A lo largo de su vida Sloane ejercerá de mecenas de otros grandes naturalistas como Mark Catesby, Elizabeth Blackwell o de su joven amigo George Edwards, quien comienza a publicar su trabajo sobre aves en 1743.

A pesar de su retiro Sloane siguió con una intensa correspondencia con numerosos científicos con quienes, además de información científica, intercambiaba ejemplares de sus respectivas colecciones de historia natural. Entre su red de contactos se encontraban Albertus Seba, Levinus Vincent, Frederik Ruysch o Nicolaes Witsen, grandes coleccionistas que contaban con especímenes procedentes de las Indias Orientales y occidentales a través de la Compañía Holandesa. Sloane además recibía en su residencia frecuentes visitas para ver su famosa colección compuesta por unos 200.000 artículos en total. Entre ellos se encontraban 12.500 plantas, 6.000 conchas, 9.000 invertebrados, 1.500 peces, 1.200 pájaros, huevos y nidos, y más de 3.000 especímenes de otros vertebrados, en su mayoría fruto de su estancia en Jamaica. En la colección de Sloane también podían encontrarse fósiles, minerales, joyas, ornamentos, objetos de culto, e incluso 32.000 medallas y monedas. Esta colección pasaría, a la muerte de Sloane, a formar el núcleo de las colecciones del Museo Británico.