Nata a Katlenburg-Lindau il 27 dicembre 1955, Sabine Frommel ha studiato architettura presso la Fachhochschule e l'Accademia di Belle Arti di Düsseldorf a partire dal 1976, ottenendo il diploma in architettura nel 1982. Dopo aver studiato all'Università di Marburgo, dove si è specializzata in storia dell'architettura, ha ripreso gli studi a Parigi, grazie a una borsa di studio del governo tedesco, e nel 1985 ha ottenuto il diploma francese di architetto (DPLG) discutendo una tesi dal titolo "Imitazione e invenzione nell'opera di Percier e Fontaine". Nel 1985 è stata assunta come docente presso la Scuola di Architettura di Parigi-La Villette. Nel 1995 ha discusso una tesi sull'architetto Sebastiano Serlio e il castello di Ancy-le-Franc. Dal 2003 è direttrice degli studi di storia dell'arte del Rinascimento presso l'École Pratique des Hautes Études. Dirige anche l'équipe di Histara (EA 7347). Dal 2001 è membro associato dell'Académie royale de Belgique, nella classe delle arti4. Nel 2020 sarà titolare della Chaire du Louvre, sul tema "L'architettura pittorica nel Rinascimento italiano".