Fill de Santiago Sobrequés i Vidal, es llicencià (1965) i doctorà (1970) en història a la Universitat de Barcelona, on fou professor d’història medieval des del 1966. Més tard passà a la Universitat Autònoma de Barcelona, on és catedràtic d’història de Catalunya.
Des del 1969 ha estat conservador de l’Institut Municipal d’Història de Barcelona, i director (1981-84) i després coordinador del pla de museus de l’Ajuntament de Barcelona (1984-87). Ha estat membre de la junta directiva del Futbol Club Barcelona (1993-2000), dins la qual ha estat vicepresident i president de la Comissió de Cultura i Museu (1993-98) i de la Comissió de Cultura (1998-2000). És membre de la junta directiva de l’Institut Català de Cooperació Iberoamericana. El 2000 fou nomenat director del Museu d’Història de Catalunya en substitució de Josep M. Solé i Sabaté, càrrec en el qual fou substituït per Agustí Alcoberro l’any 2008. El gener del 2009 rellevà Joandomènec Ros com a rector de la Universitat Catalana d’Estiu fins el novembre d’aquest mateix any. L’any 2012 fou nomenat director del Centre d’Història Contemporània de Catalunya.
Entre els seus llibres (molts dels quals com a coautor) es poden esmentar: La Revolució de Setembre i la premsa humorística catalana (1965), La guerra civil catalana del segle XV (1973, en col·laboració amb el seu pare), El rei Jaume I i la Renaixença als Països Catalans (1981), Catalunya (1981, en col·laboració amb L.M. de Puig), El pacticisme a Catalunya (1982), l’estudi documental en tres volums L’Estatut de Catalunya 1979 (1982, en col·laboració amb Sebastià Riera), Els catalans en els orígens històrics de Califòrnia (1991), Cartes creuades (1998, amb Jaume Camps), Antoni Rovira i Virgili. Història i pensament (premi Carles Rahola d’assaig 2000), l’edició de les cartes del seu pare Itinerari de guerra i de postguerra d’un soldat republicà d’un exèrcit vençut. Epistolari de Santiago Sobrequés i Vidal des del front de l’est i des del camp de concentració de Santander, 1938-1939 (2000), La fi del silenci. La recuperació de la Generalitat i el retorn de Tarradellas (2002), 1941. Un opositor català durant el franquisme (2004), Manual d’autonomia. Textos per a la reforma de l’Estatut de Catalunya (2003, amb Mercè Morales), Una inmensa prisión. Los campos de concentración y las prisiones durante la guerra civil y el franquismo (2003, amb Carme Molinero i Margarida Sala), Joan Margarit i Pau. La tràgica fi de l’Edat Mitjana a Catalunya (2006), Història de Catalunya (2007), Història de Barcelona (2008), La Generalitat a l’exili (2008, amb Mercè Morales), Hug Roger III. Epistolari de guerra i exili del darrer Comte de Pallars 1451-1500 (2008, amb Ramon Sarobe), L’Estatut de la Transició (2010) i Catalunya, un país modern. Quan s’afermà la identitat nacional al segle XV (2019). A banda, cal esmentar diverses obres sobre la història del FC Barcelona: Un club al servei de Catalunya (1991), Història del FC Barcelona, 6 vol. (1994) i FC Barcelona. La seva història i el seu pensament (1995).
Ha dirigit la continuació, des del segle XVII fins avui, de la Història nacional de Catalunya (1976-84) de Rovira i Virgili i la Història de Barcelona, en vuit volums, publicada en 1991-2001 per Enciclopèdia Catalana. Fundà les editorials Base (1973), que ha editat importants obres històriques catalanes en facsímil, i Undarius (1976), que ha publicat llibres de divulgació d’història contemporània de Catalunya.
Elegit senador per Girona per l’Entesa dels Catalans (1977) i per Nova Entesa (1979), fou diputat (1988-95) al Parlament de Catalunya pel Partit dels Socialistes de Catalunya, partit en el qual militava des del 1982 i del qual era membre de la comissió executiva des del 1984; el setembre del 2010 en formalitzà la baixa. Decantat vers l’independentisme, publicà l’assaig polític Cap a la llibertat. La llarga marxa de Catalunya cap a la independència (2013).
L’any 2008 rebé la Creu de Sant Jordi.