Édesapja és testvéröccse is szemorvos, egyetemi tanár. Középiskoláit Hódmezővásárhelyen végezte, majd 1894-ben a kolozsvári tudományegyetem bölcsészkarának hallgatója lett. Német–magyar nyelv- és irodalomtanárként 1898-ban doktorált, majd a heidelbergi, strasbourgi, berlini és jénai egyetemeket látogatta (1899–1900). Az egyetemen Böhm Károly filozófiáját, Schneller István pedagógiáját hallgatta. 1900–1908 között a kolozsvári református főgimnázium tanára, 1904-től a kolozsvári egyetem magántanára volt.

1908-ban Budapestre távozott, 1908–1918 között a budapesti polgári iskolai tanítóképző intézet pedagógia és filozófialélektan tanára. 1912-től a budapesti tudományegyetemen a pedagógia magántanára, az 1918/19. tanévben a tanárképző főiskolává lett Paedagógiumnak igazgatója. Neve szervesen összefonódott a nemzetnevelés elméletével, amely – Gróf Széchenyi István nézetei a nevelésről című könyvétől kezdve (1904) – mintegy vezérmotívumként vonul végig egész életművén. Felfogása szerint legfontosabb az a nevelés, amely a nemzet körében folyik és a nemzetre hat vissza. 1918. november 9-től 1919. augusztus16-ig Vallás- és Közoktatásügyi Minisztérium helyettes államtitkára Lovászy Márton, Kunfi Zsigmond minisztersége, majd a Tanácsköztársaság alatt. 1919 nyarán a közoktatásügyi népbiztos az országos felső nép- és polgári iskolai tanítóvizsgáló bizottság elnökévé és a pedagógia- és filozófia vizsgáló bizottság tagjává nevezte ki Szinnyei József helyére.

Az ideiglenesen megbízott, első Friedrich István hivatalnokkormánynak ügyvivő vallás- és közoktatási minisztere volt 1919 augusztusában. Majd 1919. augusztus 16-től 1924. december 31-ig adminisztratív államtitkár. Ekkor elbocsájtják, de valójában gróf Klebelsberg Kuno kultuszminiszter már 1922-ben szabadságoltatta.

1925. január 31-én került a szegedi egyetem Pedagógiai Intézetének élére. Imre Sándor 1926. október 20-án terjesztette fel a karnak kérelmét egy új, pedagógiai-lélektani tanszék felállítása ügyében (93. BK. 1926/27). Az új intézet általában a magyar egyetemeken hiányt pótló lett volna, miközben a filozófia tanszékre háruló terheket is csökkentette volna. A lélektan előadásokat ugyanis a filozófia tanszék professzora, Bartók György volt kénytelen meghirdetni.

Az oktatás mellett részt vállalt az egyetemi közéletben: különböző fórumokon rendszeresen kifejtette véleményét aktuális egyetempolitikai kérdésekről. Az 1927/28. tanév első szemeszterétől kezdve Az egyetemi élet címmel előadásokat tartott valamennyi elsőéves hallgató számára. 1928-ban jelent meg összegző-rendszerező pedagógiai alapműve, a Neveléstan. Ebben feldolgozza az iskolai nevelés körülményeit, eszközeit, módjait. A pedagógusok szemléletmódjának, gondolkodásának formálását célozta, számukra gyakorlatközeli elméletet akart nyújtani. Távolságtartás jellemzi a reformpedagógiával kapcsolatos viszonyát: nem azonosul a gyermeket középpontba helyező, a gyermek sajátságait abszolutizáló törekvésekkel.

1929-ben felmerült a kultuszminisztériumban három új, párhuzamos tanszék: a II. filozófia, II. irodalomtörténet és II. pedagógia létesítésének gondolata. Klebelsberg Kunó kultuszminiszter ugyanis olyan párhuzamos tanszékeket létesítése mellett döntött, amelyekre a protestáns vallásúak ellensúlyozására katolikus professzorokat kívánt meghívni előadónak. Ennek eredményeként a magyar felsőoktatásban első pedagógiai-lélektani tanszékre Várkonyi Hildebrand bencés szerzetes-tanárt nevezték ki nyilvános rendes tanárnak. Az új Pedagógiai Lélektani Intézet később, Imre Sándor Budapestre távozása után, 1934-ben egyesült a korábbi Pedagógiai Intézettel.

Dékáni tevékenységének fontos állomása volt Móra Ferenc díszdoktorrá avatása (1932. december 3.), mely alkalommal ékes beszédben köszöntötte a nagyhírű múzeumigazgatót. 1932/33. évi egyetemi tanévzáró ünnepélyen pedig Hagyomány és nevelés címmel mondott beszédében a nevelés fontos szerepét hangsúlyozta a hagyományos értékek átörökítése szempontjából. Kilenc esztendőt töltött Szegeden, 1925–1934 között. Az egyetem meghatározó professzora lett, akit tanítványok sokasága tekint mentorának. 1934-ben Budapestre költözött, s ott a József Nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem közgazdaságtudományi karán töltötte be a pedagógiai intézet vezetésének posztját. Itt érte a halál 1945. március 11-én.