Frère cadet de Christian Sarron, il décide de participer au Challenge Honda en 1979, avec une CB400 offerte par son frère. Passé en Promosport 1000, il gagne d'entrée de jeu et commence sa carrière en endurance. Avec l'appui d'Honda, il remporte le Bol d'Or 1981 avec Jean-Claude Joubert.
Il rejoint en 1989 son frère ainé Christian en 500 cm3 sur une Elf-Honda NSR500. Il quitte les Grand Prix en 1992.
Il n'abandonne pas cependant l'endurance et remporte en 1994 le Bol d'Or avec son frère Christian et Yasutomo Nagai, course qu'il gagne 7 fois. Il est le seul à avoir gagné avec 3 marques différentes (Honda, Yamaha et Suzuki).
En 1994, il crée et anime le Centre de Pilotage Dominique Sarron à Riom (Puy-de-Dôme) pour la formation de pilotes en conduite sur circuit qui deviendra H2S Moto
Participation aux Grand Prix
10 Grand Prix pendant la saison 1985, en 250 cm3 avec Honda;
Saison 1986, en 250 cm3(2 Grand Prix avec Yamaha et 9 avec Honda);
Saison 1987, en 250 cm3 avec Honda;
Saison 1988, en 250 cm3 avec Honda;
12 Grand Prix pendant la saison 1989, en 500 cm3 avec Honda;
11 Grand Prix pendant la saison 1990, en 250 cm3 avec Honda;
3 Grand Prix pendant la saison 1991, en 250 cm3 avec Yamaha;
12 Grand Prix pendant la saison 1992, en 500 cm3 avec Yamaha.
Palmarès
3e du championnat du Monde 250 cm3 en 1986
4 victoires en Grand Prix
GP d'Angleterre 250 cm3 1986
GP du Brésil 250 cm3 1987
GP des Nations 250 cm3 1988
GP du Brésil 250 cm3 1988
Bol d'or 1981, 1983, 1986, 1987, 1988, 1993 et 1994