Sascha Dietrich studierte Medizin von 2000 bis 2006 an der Friedrich Schiller University Jena. 2006 erhielt er seine Approbation als Arzt. Noch vor seinem Staatsexamen absolvierte er mehrere Forschungspraktika an renommierten medizinischen Einrichtungen: Neuro-Onkologie am Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York, Forschungspraktikum an der University of Chicago sowie Praktika am Universitätsspital Bern und der Uniklinik Jena. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurde er 2008 auch mit Bestnote promoviert.
Er erwarb seine Facharztanerkennungen in Notfallmedizin im Jahr 2011 und in Hämatologie / Onkologie 2014. Von 2014 bis 2016 erhielt er eine Postdoc-Ausbildung in Bioinformatik am EMBL-Heidelberg im Rahmen des Molecular Medicine Partnership Programms und schuf damit die Grundlage für seine durch das BMBF geförderte Nachwuchsgruppe auf dem Gebiet der Systemmedizin (2016-2021). Er wurde 2016 AG-Leiter der ebenfalls durch das BMBF geförderten Systemmedizin-Arbeitsgruppe „Personalisierte Lymphomtherapie“ und im selben Jahr auch Oberarzt der Medizinischen Klinik V am Universitätsklinikum Heidelberg.
2017 habilitierte sich Prof. Dietrich in Innerer Medizin. Titel seiner Arbeit war „Prognostic factors and Treatment of refractory Leukemia & Lymphoma’.
2020 wurde Geschäftsführender Oberarzt Personal und Leiter des Lymphom-Programms der Medizinischen Klinik V.
Prof. Dietrich wurde vielfach ausgezeichnet, dazu gehören gleich drei Young Investigator Awards (2015 – 2017). Im Jahr 2018 erhielt er den Vinzenz-Czerny Preis der Deutschen Gesellschaft für Hämatologie und Medizinische Onkologie (DGHO). Zur Thematik Lymphomforschung 2020 wurde er auch als Else Kröner Clinician Scientist gefördert („Translational Lymphoma research and Systems Medicine“).
Die Lymphomforschung gehört zu seinen wichtigsten klinischen und wissenschaftlichen Schwerpunkten.