Es doctorà en economia a la Universitat d’Oxford (1957). Fou director (1976-80) i governador (1982-85) del Reserve Bank of India i exercí la docència en diverses universitats. Membre del Partit del Congrés , com a ministre de finances del govern de Narasima Rao (1991-96), fou l’iniciador de la liberalització que ha situat l’Índia entre les economies emergents. Arran de la victòria de la coalició encapçalada pel Partit del Congrés el 2004, fou nomenat primer ministre quan Sonia Gandhi renuncià el càrrec, i esdevingué el primer cap de govern de l’Índia no hindú.
Al capdavant d’un govern de coalició amb partits d’esquerra, prosseguí les polítiques de liberalització també assumides pel seu predecessor i rival del Bharatiya Janata Party, principal partit opositor, Atal Behari Vajpayee. També impulsà mesures per a millorar la transparència a través de la llei del dret a la informació (2005), amb l’objectiu de reduir la corrupció, i aconseguí, en part, calmar la violència interreligiosa posterior a la matança de Gujarāt (2002), malgrat que el 2008 els atemptats de Bombai comportaren dures crítiques al seu govern. En política social posà en marxa el programa d’ocupació rural Mahatma Gandhi (2006), destinat a evitar la creixent escletxa entre l’Índia urbana i la rural. El 2008 gran part dels partits de la coalició de govern se’n retiraren i hagué de superar una moció de confiança a causa del tractat nuclear amb els Estats Units, però, tot i això, el Partit del Congrés fou reelegit l’any 2009 gairebé per majoria absoluta. Singh encapçalà aleshores un segon govern del Partit del Congrés, el qual estigué marcat per una sèrie d’escàndols de corrupció a gran escala que n’enfonsaren la popularitat.
En política exterior estrenyé les relacions amb els Estats Units a través d’una sèrie de tractats de transferència de tecnologia nuclear, tot reforçant la imatge de l’Índia com a gran aliat de Washington al continent asiàtic. El 2006 rebé el president de la Xina Hu Jintao, la primera visita d’un representant d’aquest nivell en deu anys. El 2007 signà un pacte de reducció del risc accidental de guerra nuclear amb el Pakistan, país amb el qual mantingué relacions fluctuants a causa dels enfrontaments interreligiosos i la lluita antiterrorista global. Renuncià a concórrer a les eleccions generals iniciades a l’abril del 2013, en les quals el Partit del Congrés sofrí una clara derrota front al BJP (maig del 2014).