Es casà amb Múnia, dita Major, hereva dels comtats de Castella i Ribagorça, matrimoni que el 1016 l’ajudà a delimitar la frontera entre Castella i Navarra per la banda de la Rioja. Poc després, potser defensant els drets de la seva muller a la terra ribagorçana —Major era besneta del comte Ramon III de Ribagorça—, aprofità la mort del comte Guillem II de Ribagorça (1017) per a annexar-se Sobrarb, la part central de la Ribagorça (1017-18) i més tard (~1025) la resta del comtat ribagorçà.
Paral·lelament, entre el 1021 i el 1023, ajudà el seu oncle el duc Sanç V de Gascunya contra el comte Guillem IV de Tolosa en canvi del vescomtat de la Lapurdi i del vassallatge del gascó. Convertit ja en el sobirà més poderós de l’àrea pirinenca i dels regnes hispànics, actuà de mitjancer en les desavinences (1023) entre el comte de Barcelona Berenguer Ramon I, que es reconegué vassall seu, i la seva mare, la comtessa Ermessenda.
Poc després de la mort del seu sogre, el comte de Castella Sanç I (1017), es convertí en protector del seu cunyat, Garcia II, a qui Alfons V de Lleó havia pres les terres d’entre el Pisuerga i el Cea. La intervenció en els afers de Castella li permeté d’estendre la seva influència per les terres de Valpuesta i no li impedí de concertar el matrimoni de la seva germana Urraca (1022) amb Alfons V de Lleó, després de consultar-ho amb l’abat Oliva de Ripoll, que desaconsellà l’enllaç pel parentiu existent entre els cònjuges.
Quan el comte castellà fou assassinat pels Vela a Lleó (1029), Sanç III feu valer els drets de la seva muller i ocupà Castella, malgrat d’existir descendents masculins directes del comte Fernán González. Els castellans l’acceptaren com a senyor amb la condició que declarés hereu del comtat el seu fill segon per tal d’escapar a l’absorció de Castella per part de Navarra. Reivindicant per a Castella les terres situades entre els rius Pisuerga i Cea, lluità contra el nou rei lleonès Beremund III, ocupà Lleó (1034), Zamora i Astorga i creà un efímer bisbat a Palència. Arribat així al punt culminant del seu poder, emprà temporalment el títol imperial. Poc abans de la mort de Sanç III, Beremund III aconseguí de recuperar Lleó.
Del matrimoni amb Múnia de Castella, el rei de Pamplona tingué Garcia, Ferran i Gonçal, i d’una dama d’Aibar anomenada Sança, el fill natural Ramir. Tant aquest com els seus germanastres foren incorporats al govern i designats hereus en vida del seu pare. Garcia rebé Navarra, Biscaia, Guipúscoa, la Rioja, la Bureba, els Montes de Oca i, en general, una gran part de les actuals províncies de Santander, Burgos i Logronyo; Ferran fou nomenat comte de castella; Gonçal heretà Ribagorça amb Sobrarb; i, a Ramir, li correspongueren territoris de l’antic comtat d’Aragó. Malgrat que les previsions successòries de Sanç III contemplaven una certa prelacia o dret de primogenitura a favor de Garcia, la realitat és que, després del 1035, Castella, Aragó i Ribagorça-Sobrarb es convertiren en estats independents de Pamplona.
Sanç el Gran exercí un autèntic protectorat sobre els territoris hispanocristians, “de Zamora a Barcelona”, mercès a la importància econòmica assolida aleshores per Navarra, que actuà d’intermediària entre la zona musulmana de l’Ebre i Europa. Considerat com a monarca europeïtzador de la península Ibèrica, afavorí els pelegrinatges a Sant Jaume de Galícia, introduí la reforma de Cluny al monestir aragonès de Sant Joan de la Penya i al navarrès de Leire, i adoptà pràctiques feudals ultrapirinenques.