Mit elf Jahren bestand die 1985 in Ankara geborene Künstlerin die Aufnahmeprüfung an der Hochschule für Musik Hanns Eisler im Fachbereich Komposition/Klavier. Ihr Kompositionsstudium bei Friedrich Goldmann an der Universität der Künste sowie Klavierunterricht bei Thomas Just und ein zweijähriges Kompositionsstudium bei Cornelius Schwehr an der Hochschule für Musik in Freiburg rundeten ihre Ausbildung ab. Bis 2001 gewann sie zahlreiche erste Preise bei „Jugend musiziert“ und „Jugend komponiert“. Zu ihren größeren Werken gehört u. a. „Mr. Sax in Anatolia“, ein Konzert für Saxophon, Bağlama, Mey und Orchester, das durch die Bielefelder Philharmoniker uraufgeführt wurde.
In Berlin sorgte sie mit ihrem Projekt „Türkisch für Liebhaber“, das sie 2008/09 an der Neuköllner Oper als musikalische Leiterin führte, für Aufsehen. Als Composer in Residence komponierte und leitete Sinem Altan „Stadt der Hunde“ (Ikarus-Preis 2010) und „TangoTürk“ an der Neuköllner Oper. Seit 2009 leitet sie als Komponistin und Pianistin die interkulturellen Familienkonzerte des Rundfunk-Sinfonieorchesters Berlin. Im Mittelpunkt ihrer Arbeit steht der Dialog zwischen deutschen und türkischen Kontexten. Zuletzt erhielt sie für die Komposition des Märchenkonzertes „Keloglan und die Räuberbande“ den Sonderpreis des Junge Ohren Preis 2011.
Sinem Altan ist künstlerische Leiterin der Produktion Die Saison der Krabben von Hakan Savaş Mican.