Prof. Sies war von 1979 bis 2008 Professor an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU). Dort übernahm er im Alter von 36 Jahren die Leitung des Instituts für Physiologische Chemie I, das später in Institut für Biochemie und Molekularbiologie umbenannt wurde. Zuvor hatte er in Tübingen, München und Paris studiert. 1972 habilitierte er in München an der Ludwig-Maximilians-Universität im Fach Physiologische Chemie und Physikalische Biochemie. Bevor er seine Stelle in Düsseldorf antrat, hatte er eine Professur im Institut für Physiologische Chemie an der Universität München inne. Seit 2008 ist er als Forschungsprofessor an der HHU sowie als Senior Scientist am IUF Leibniz-Institut für Umweltmedizinische Forschung in Düsseldorf tätig.
In seiner Forschung befasst Sies sich mit biologischen Oxidationsvorgängen. 1970 zeigte er erstmals, dass Wasserstoffperoxid (H2O2) ein normaler Bestandteil des Stoffwechsels ist und wichtige Regulationsvorgänge vermittelt. 1985 führte er das Konzept des Oxidativen Stress ein. Der Zustand des Oxidativen Stress beschreibt einen Prozess, der Zellstrukturen schädigt und so zum Alterungsprozess der Zellen beiträgt sowie bei zahlreichen Erkrankungen beteiligt ist. Durch diese Forschung hat er zum besseren Verständnis von Gesundheit und Krankheit des Menschen grundlegend beigetragen, wie Prof. Dr. Salwa Karboune, Dekanin der Fakultät für Agrar- und Umweltwissenschaften, in ihrer Laudatio betonte.
Prof. Karboune lobte nicht nur die weltweite Anerkennung für seine Forschung als einer der 200 meistzitierten Lebenswissenschaftler weltweit. Auch sein Engagement für den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft hob sie hervor. So hat seine Forschung unzähligen anderen Forschenden den Weg geebnet.
Neben seiner Tätigkeit in Düsseldorf war Prof. Sies als Gastprofessor in Berkeley, Los Angeles, Austin, Siena, Riad und Sydney tätig. Er wurde mit verschiedenen Awards wie etwa dem Ernst-Jung-Preis für Medizin und der Werner Heisenberg Medaille der Alexander-von-Humboldt-Stiftung ausgezeichnet. Seit 1991 ist er Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste, deren Präsident er von 2002 bis 2005 war. 2000 wurde er in die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina aufgenommen. Darüber hinaus hat er mehrere Ehrendoktorwürden inne.
Die Verleihung der Ehrendoktorwürde der McGill University fand am 4. Juni 2026 im feierlichen Rahmen anlässlich der Abschlussfeier der Fakultät für Agrar- und Umweltwissenschaften statt.