Sture Allén föddes 1928 i Göteborg. Han blev filosofie doktor i nordiska språk vid Göteborgs universitet 1965 och var professor i språklig databehandling vid Statens humanistiska forskningsråd 1972–79 samt i språkvetenskaplig databehandling vid Göteborgs universitet 1979–93. Allén har initierat flera datorstödda lexikala projekt, bland annat redovisade i Nusvensk frekvensordbok (1–4, 1970–80), Svensk ordbok utgiven av Svenska Akademien (1–2, 2009), Svenska Akademiens ordlista (från och med 11:e upplagan, 1986) och OSA (SAOB som strukturerad databas tillgänglig via Internet). År 1975 grundade han Språkbanken – en nationell e-infrastruktur till stöd för forskning baserad på språkliga data. Han är också initiativtagare till Svenska Akademiens grammatik och Svenska klassiker utgivna av Svenska Akademien.

Till egna verk hör Grafematisk analys som grundval för textedering (1965), Johan Ekeblads brev till brodern Claes Ekeblad 1639–1655 (1965), Text processing (red., 1982) och Nobelpriset i litteratur. En introduktion (tillsammans med Kjell Espmark, 2001). Därtill publicerades 1999 ett rikligt urval av hans uppsatser under titeln Modersmålet i fäderneslandet.

Allén invaldes i Svenska Akademien 1980 och efterträdde språkforskaren Carl Ivar Ståhle. 1986 utsågs han till ständig sekreterare och kvarstod till maj 1999. Därtill var han ledamot av Nobelkommittén 1987–99. Som ständig sekreterare arbetade Allén aktivt med att uppmuntra allmänhetens språkintresse, bland annat genom att vara stående gäst i tv- och radioprogram som Gomorron Sverige, På ren svenska och Språkligheter. Han införde även den fortfarande pågående evenemangsserien Kvällar på Svenska Akademien.

Vid sidan av sitt ledamotskap i Svenska Akademien var Allén ledamot av ett antal andra svenska och utländska akademier.