5代藩主・上杉吉憲の長男として誕生した。生母は側室・山中氏（祥寿院）。『上杉家御年譜』では正徳4年（1714年）正月12日生まれとし、『寛政重修諸家譜』では宝永6年（1709年）としているが、前者の方が有力である。享保7年（1722年）5月1日の父・吉憲の死により、同年6月18日に家督を継ぐ。叔父で米沢新田藩主の上杉勝周が後見する。翌享保8年（1723年）11月11日に元服し、8代将軍・徳川吉宗の偏諱を受けて宗憲に改名した。従四位下・侍従兼弾正大弼に叙任される。享保15年（1730年）頃より、清野秀佑が台頭してくる。享保18年（1733年）に幕府から江戸城普請の任を命じられ、領内に臨時の御用金や家臣の俸禄を貸し上げて調達して対応、藩財政の窮乏がさらに進んだ。なお、享保19年（1734年）5月初旬に病に倒れ、同年5月13日に米沢にて死去した。享年22。墓所は米沢市。嗣子が無かったため、弟の宗房が末期養子として跡を継いだ。
2000年（1年目）から二軍で打率.313を記録し、9月に一軍に昇格しプロ初安打を記録。2001年は開幕一軍に入り、開幕戦である3月24日の対大阪近鉄バファローズ1回戦で9回に代打で出場してプロ初本塁打を打った。開幕戦での代打本塁打はパ・リーグでは9人目であるが、プロ初本塁打に限っては1989年の広永益隆以来3人目である。当時の正三塁手だった片岡篤史が故障したため、翌日の開幕2戦目にプロ初先発起用され、3月31日から4月6日まで6試合連続で3番打者を任されたが、打率を残せず、一軍定着は出来なかった。2002年、2003年は一軍と二軍を行き来する状況が続く。2004年に一軍で一時3割台の高打率を維持するも、6月に死球による右すね骨折で離脱。21試合の出場に終わる。2005年は一軍で22試合出場に留まるが、白井一幸の指導を受け、打撃理論の再構築と送球難の克服を果たした。二軍で.307、16本塁打の好成績を残し、9月28日の一軍最終戦（対千葉ロッテマリーンズ戦）で延長11回に初のサヨナラ本塁打を放った。秋季キャンプ後にはトレイ・ヒルマン監督（当時）に「来季、最も飛躍を期待」として唯一名前を挙げられた。2006年は開幕一軍に入り、課題だった守備が改善され、主に代走・守備固めで起用される。この年のチームは当初、新外国人のホセ・マシーアスを二塁手として予定していたが結果を残せなかったため、マシーアスや木元邦之、川島慶三らとのポジション争いを演じた後、田中が5月上旬から二塁手に、同月下旬から二番打者としてレギュラーに定着。自身初の規定打席到達を果たし、打率3割、21盗塁、リーグ最多犠打（34個）を達成、日本シリーズでも最多記録に並ぶ6犠打（5試合制では史上最多）を記録して日本一に貢献した。二塁手としてゴールデングラブ賞、ベストナインを受賞（以後、前者は2010年まで5年連続、後者は翌2007年と2009年、2010年、2012年にも受賞）。またオフに2004年の骨折の際に右足に埋め込んだプレートの除去手術をした。2007年は開幕から打撃不振に苦しみ、最終的に打率.255と前年から大きく率を落とすが、全144試合に出場、パシフィック・リーグ最多記録となる58犠打、盗塁も自己最多の27個を記録した。2008年はグリップを肩より下でかまえる独自の打撃フォームを改造し、肩より少し上で構えるようにしたところ開幕4試合で前年に並ぶ3本塁打を打った。打率3割は逃したが、自身初の2桁本塁打を記録。更にはパ・リーグで唯一のフルイニング出場も果たした。88試合に三番打者として起用された。第2回ワールド・ベースボール・クラシック（WBC）の一次候補に選ばれたが、代表には選出されなかった。2009年に前任の金子誠から選手会長を引き継ぐ。WBC選考メンバーに入るも、日本代表のメンバー入りはできなかった。開幕から一番打者を任され、打率3割には届かなかったがリーグ最多の79四球、自己最多の31盗塁を記録した。8月21日に右足首痛で2年ぶりに先発出場を外れた（連続試合出場は2010年8月14日まで継続）。また、この年は680打席に立ち、リーグ記録を46年振りに塗り替える（翌年西岡剛によって更新（692打席）される）と共に、セ・パ両リーグの規定打席到達者で唯一併殺打0のままシーズンを終えた（後述）。2010年はリーグトップの得点圏打率.419を記録した他、右投手に対して打率.356と得意とし、シーズンを通して高打率を維持。最後まで首位打者争いに絡んだ。シーズン打率.335と193安打は共に自己最高であり、パ・リーグ2位。8月15日の対福岡ソフトバンクホークス戦を欠場し、2006年6月3日の対横浜ベイスターズ戦より継続していた連続試合出場は、歴代29位の620試合で終了した。この年国内フリーエージェント（FA）権を獲得し、オフには翌年以降のメジャーリーグ挑戦も取り沙汰されたが、総額7億5千万＋出来高の3年契約を結んだ。契約にはメジャー移籍を希望した場合は球団の許可を得た上で契約解除できる条項が含まれている。2011年は春季キャンプ中の右手指骨折で出遅れた上、6月18日の対広島東洋カープ戦で6回に盗塁をした際に左足首を痛め、21日に受けた精密検査で「左距骨骨折で全治4～6ヶ月」と診断され、シーズン中の復帰はならなかったが、フェニックスリーグで実戦復帰し、一軍の試合ではクライマックスシリーズのファーストステージの第1戦と第2戦に一番・二塁手で先発出場するも決勝点となる失策を喫した。2012年は6月まで打率.332と首位打者を争う活躍を見せるも、8月29日の西武戦の守備で中島裕之と交錯し左腕を骨折。そのままシーズンを終え、ポストシーズンでの出場もなかった。11月6日には「今年はどんなことがあろうと挑戦しようと決めていた。けがをしても揺らぐことはなかった」と、アラン・ニーロを代理人とし、海外FA権を行使してのメジャー挑戦を表明。会見では「パワーは劣ると思うけど、守備や走塁、バットに当てる技術など、細かい部分でアピールしたい。ダルビッシュと対戦したら楽しいでしょうね。ファンに支えられて大きくなりました。球団は『いつでも帰ってきていいよ』と言ってくれた。その言葉だけでありがたいけど、帰ってくる選択肢はない。覚悟してます」とメジャーに骨を埋める覚悟もあることを語った。