டி. எம். சௌந்தரராஜன் மார்ச் 24, 1923 அன்று மதுரையில் சௌராட்டிரக் குடும்பம் ஒன்றில் தொ. அ. மீனாட்சி ஐயங்கார் என்பவரின் இரண்டாவது மகனாகப் பிறந்தார். 1946 இல் சுமுத்திரா என்பவரைத் திருமணம் புரிந்தார். பிரபல வித்துவான் பூச்சி சிறீனிவாச ஐயங்காரின் மருமகன் காரைக்குடி ராஜாமணி ஐயங்காரிடம் முறையாக இசைப் பயிற்சி பெற்று திரையுலகில் நுழைந்தார்.
பல ஆண்டுகளாகக் கச்சேரி செய்து வந்த இவரை சுந்தரராவ் நட்கர்னி என்பவர் தனது கிருஷ்ண விஜயம் (1950) திரைப்படத்தில் "ராதே நீ என்னை விட்டுப் போகாதேடி" என்ற பாடலைப் பாடுவதற்கு ஒப்பந்தம் செய்தார். அதைத் தொடர்ந்து மந்திரி குமாரி, தேவகி, சர்வாதிகாரி போன்ற படங்களில் பாடுவதற்கு வாய்ப்புக் கிடைத்தது. தேவகி படத்தில் அவர் பாடி நடித்திருந்தார்.
இவர் சிவாஜி, எம்.ஜி.ஆர், ஜெமினி, ஜெய்சங்கர், ரவிச்சந்திரன், முத்துராமன்,எஸ். எஸ். ராஜேந்திரன் மற்றும் நாகேஷ் உட்பட பல முன்னணி திரைப்பட நடிகர்கள் ஒவ்வொருவருக்கும் பொறுத்தமான, தனித் தனி குரலில் பாடி, அந்த நடிகர்களின் முகத்தை தனது குரலின் மூலம் ரசிகர்களின் மனக்கண்னில் நிலை நிறுத்தும் ஆற்றல் இவருக்கு மட்டுமே உண்டு என்று தமிழக மக்கள் இவரை புகழ்ந்து வருகின்றனர்
வீரம், காதல், சோகம், துள்ளல், தத்துவம், நையாண்டி மற்றும் கிராமிய மணம் கமழும் 10 ஆயிரத்துக்கும் மேற்பட்ட திரைப்படப் பாடல்களையும், 2500க்கு மேற்பட்ட பக்திப் பாடல்களையும் பாடியுள்ளார். இன்றைய முன்னணி திரைப்பட நட்சத்திரங்களான ரஜினிகாந்த் மற்றும் கமல்ஹாசன் ஆகியவர்களுக்கும் பாடியுள்ளார். இவர் 2003-ஆம் ஆண்டு பத்மஸ்ரீ விருதைப் பெற்றார்.
2010ல் கோவையில் நடந்த உலகத் தமிழ்ச் செம்மொழி மாநாட்டிற்காக உருவான “செம்மொழியான தமிழ்மொழியாம்” என்ற பாடலே டி. எம். சௌந்தரராஜன் இறுதியாக பாடிய பாடலாகும். உடல்நலம் குன்றிய நிலையில் அவர் மே 25, 2013 அன்று மரணமடைந்தார்.