Родился в старинной шляхетской семье, окончил Виленский университет (1819). Участвовал в издании юмористического журнала «Wiadomo?ci Brukowe» («Уличные ведомости»).
В университете под влиянием профессоров И. Лелевеля и Г. Э. Гроддека проникся интересом к Востоку. Совершил путешествие по Сирии и Египту (1819—1821). Часть путевых очерков был издана на русском «Отрывки из путешествия по Египту, Нубии и верхней Эфиопии» (1821), позже «Воспоминания о Нубии и Сирии», на польском — «Wyi?tek z opisu podr?zy do Nubii i wy?szej Etiopii» (1822).
Помимо основных европейских языков, включая итальянский, блестяще знал восточные — турецкий, арабский (в совершенстве), персидский, сирийский, также новогреческий языки.
С 1821 служил переводчиком в Иностранной коллегии в Санкт-Петербурге. В 1822—1847 гг. ординарный профессор Санкт-Петербургского университета по кафедре арабской и турецкой словесности. В 1828—1833 исполнял обязанности цензора.
Помимо ориенталистики, занимался изучением скандинавских саг и русской истории, акустикой, теорией и историей музыки, изобретениями музыкальных инструментов, написал множество статей по этнографии, физике, математике, геологии, медицине.
В 1815—1822 годах печатался в виленском еженедельнике на польском языке «Tygodnik Wile?ski», участвовал в сатирическом журнале «Wiadomo?ci Brukowe».
Первый опыт исторического исследования — «Приложение к общей истории гуннов, турков и монголов» (1824, на французском языке).
В 1822 близко сошелся со своим земляком Ф. В. Булгариным, через него познакомился с Н. И. Гречем и А. А. Бестужевым; сотрудничал в периодических изданиях «Северный архив», «Сын отечества», «Северная пчела»; активно участвовал в альманахе А. А. Бестужева и К. Ф. Рылеева «Полярная звезда» (1823—1825).
В 1828 опубликовал первый опыт в пародийно-сатирическом наукообразном жанре: «Письмо Тутунджи-оглы-Мустафа-аги, истинного турецкого философа, г-ну Фаддею Булгарину, редактору „Северной пчелы“; переведено с русского и опубликовано с ученым комментарием Кутлук-Фулада, бывшего посла при дворах бухарском и хивинском, а ныне торговца сушеным урюком в Самарканде» (на французском языке).
В 1830—1836 издавал в Санкт-Петербурге польскую сатирическую газету «Ba?amut» по образцу виленского журнала «Wiadomo?ci Brukowe».
В 1831 опубликовал свой перевод с английского романа Джеймса Мориера «Похождения Хаджи-Бабы из Исфагана».
В альманахе крупнейшего санкт-петербургского книгоиздателя и книготорговца А. Ф. Смирдина «Новоселье» опубликовал в 1833 первые сочинения за подписью Барон Брамбеус — литературно-политические обозрения «Незнакомка» и «Большой выход у Сатаны». В том же году издал «Фантастические путешествия барона Брамбеуса», имевшие ошеломительный успех.
В 1834—1847 гг. редактор ежемесячного «журнала словесности, наук, художеств, промышленности, новостей и мод» «Библиотека для чтения», в котором публиковал свои многочисленные статьи на разнообразные темы, преимущественно истории и литературы, также нравоучительны развлекательные повести и рассказы. Восточные, светские, бытовые, сатирические повести, публиковавшиеся под псевдонимом Барон Брамбеус, сделали его особенно популярным.
В 1856—1858 вел в еженедельнике «Сын отечества» колонку «Листки Барона Брамбеуса».
В 1829 году женился на баронессе Аделаиде Александровне Раль (1806—1859, по другим данным 1856)), дочери барона Александра Александровича фон Раля (1756—1833) от брака с Елизаветой Александровной Мольво (1768—1843). Таким образом генерал породнился с мужем её сестры Софьи — генералом Ф. Ф. Шубертом а также с мужом другой сестры, Александры, художником А. П. Брюлловым.
Как все и все дочери барона, Аделаида получила хорошее домашнее воспитание. По поводу брака Сенковский писал матери:
Дом Сенковских был одним из культурных центров столицы, привлекавших незаурядных людей. В частности он славился музыкальными вечерами, на которых бывали семьи Брюлловых и Шубертов, сыновья П. Ф. Соколова , Н. В. Кукольник, граф Ф. П. Толстой, прославленные музыканты Ф. Лист, Ф. Серве, А. Адан и другие.
По свидетельству Е. Н. Ахматовой , сотрудницы О. И. Сенковского,
Его жена, перед которою все преклонялись в доме, начиная с него самого, была исключительно настроена на музыкальный лад… Главною её страстью была музыка и в доме Осиповича Ивановича музыка, а не литература, играла главную роль.
Аделаида Александровна — писательница, автор повестей в «Библиотеке для чтения» и биографического очерка «Осип Иванович Сенковский» (1859), которого искренно любила и боготворила.
Но она не знала, что муж женился на ней из любви к её старшей сестре Софье, которая, зная любовь Адели к нему и сама не любя его, пожелала этого брака, чтобы составить счастье Адели. Но когда в 1833 году Софья умерла, О. И. Сенковский сам опасно занемог и чуть не умер. Эти события нашли отражение в автобиографической повести Сенковского «Любовь и смерть».
После смерти Сенковского Аделаида Александровна в 1858—1859 гг. издала сочинения своего мужа..
01.1829 - 1833 - дом Раля - Английская набережная, 72.