Jis gimė 1929 spalio 13 dieną Mažeikiuose, pradinę mokyklą lankė Kėdainiuose, Šėtoje, gimnaziją – Telšiuose. 1948–1953 metais Vilniaus universitete studijavo lietuvių kalbą ir literatūrą, Studijų metais (1951–1953) dirbo Valstybinės grožinės literatūros leidyklos redaktoriumi.
Nuo 1956-ųjų iki 1993-ųjų – Vilniaus universiteto Lietuvių literatūros katedros dėstytojas, profesorius. Donatas Sauka dėstė lietuvių tautosakos, lietuvių literatūros klasikos istorijos kursus, vedė specialiuosius lyrikos seminarus, kurie įėjo į Vilniaus universiteto lituanistikos istoriją kaip sunkiai pralenkiamas dėstytojo erudicijos, pedagoginio meistriškumo, literatūrinės įžvalgos pavyzdys.
Lietuvių literatūros katedroje aplink profesorių būrėsi Filologijos fakulteto jaunieji rašytojai, tautosakininkai, kūrybingasis jaunimas. 1970 m. išleista Donato Saukos monografija „Tautosakos savitumas ir vertė“ tapo svarbiu to meto kultūros įvykiu. 1982 m. pasirodžiusią „Lietuvių tautosaką“, studentai pakrikštija Tautosauka. Čia skelbiamas originalus lietuvių karinių-istorinių dainų poetikos raidos aptarimas, svarstoma apie „Eglės žalčių karalienės“ mitinius metmenis, pateikiama įspūdinga jos pabaigos interpretacija. Bene įžvalgiausiai ir išsamiausiai recenzuotas jos vertimas į rusų kalbą.
Buvusio Leningrado universiteto profesorius Izalijus Zemcovskis 1987 m. entuziastingai rašė, jog tai tuo pat metu ir mokslo, ir meno kūrinys, pabrėžė savitą D. Saukos tautosakos koncepciją ir drąsų užmojį aprėpti visą tautos kultūros atmintį, regimą kaip pamatą nacionalinės kultūros tyrimui. D. Saukos „Lietuvių tautosaka“ iki šiol buvo pagrindinis lietuvių tautosakos vadovėlis studijuojantiems lietuvių filologiją. Taip pat parašė „Vestuvių lyrinės dainos“ (1980), „Lietuvių tautosaka“ (antrasis pataisytas ir papildytas leidimas, 2007)
Literatūros studijoms skirtas monografijas „Salomėjos Nėries kūryba, 1921-1940″ (1957), „Žemaitės stebuklas“ (1988), „Jurgis Savickis – XX amžiaus literatūros šifras“ (1994). Literatūros tyrimams skirtus straipsnius skelbė ir periodikoje. 1998 metais išleido studiją „Fausto amžiaus epilogas“ (1998), už kurią D. Saukai skirta Nacionalinė kultūros ir meno premija.
Kaip įtaigus visuomenės analitikas ir kritikas atsiskleidė eseistikos knygelėje „Noriu suprasti“ (1990). Paskelbta ir vertimų. Profesorius Donatas Sauka bus pašarvotas Vilniaus Universiteto šventų Jonų bažnyčioje. Atsisveikinimas nuo sekmadienio, gegužės 17 d., 16 valandos. Laidotuvės antradienį Antakalnio kapinėse.
