Od lat 70. zaczął zajmować się naukowo Wspólnotami Europejskimi na Uniwersytecie Łódzkim. W roku 1980 związał się z "Solidarnością". Na przełomie lat 80. i 90. kierował Ośrodkiem Badań Europejskich Uniwersytetu Łódzkiego. W latach 1991-1996 pełnił funkcję pełnomocnika rządu ds. integracji europejskiej oraz pomocy zagranicznej.

W latach 2000-2001 był sekretarzem Komitetu Integracji Europejskiej i szefem Urzędu Komitetu Integracji Europejskiej. Odegrał ważną rolę w polskich negocjacjach podczas szczytu w Nicei, w grudniu 2000 r. W 2001 r. został koordynatorem programowym Platformy Obywatelskiej ds. międzynarodowych i integracji europejskiej. 13 czerwca 2004 r. został członkiem Parlamentu Europejskiego z listy Platformy Obywatelskiej w okręgu nr 6 (województwo łódzkie) otrzymując 66,589 głosów. Od 20 lipca 2004 r. do 16 stycznia 2007 r. pełnił funkcję wiceprzewodniczącego Parlamentu Europejskiego z ramienia EPL-ED (Europejskiej Partii Ludowej i Europejskich Demokratów). W 2006 roku został wiceprzewodniczącym Zarządu Krajowego Platformy Obywatelskiej i wiceprzewodniczącym Europejskiej Partii Ludowej (największej europejskiej partii). W styczniu 2007 r. wybrany na przewodniczącego komisji spraw zagranicznych Parlamentu Europejskiego. Członek zastępca w Komisji Budżetowej PE; członek Delegacji ds. stosunków z Rosją (2004-2009). W 2009 roku ponownie zdobył mandat eurodeputowanego w okręgu łódzkim. Obecnie przewodniczący Delegacji do spraw stosunków ze Zgromadzeniem Parlamentarnym NATO, jest również wiceprzewodniczącym Zgromadzenia Parlamentarnego Euronest, członkiem Komisji Spraw Zagranicznych PE, członkiem Komisji Specjalnej ds. Kryzysu Finansowego, Gospodarczego i Społecznego, członkiem Delegacji współpracy parlamentarnej UE-Armenia, UE- Azerbejdżan oraz UE-Gruzja. Jest również członkiem zastępcą w Komisji Budżetowej PE oraz Wspólnego Zgromadzenia Parlamentarnego AKP-EU

Saryusz-Wolski jest dyrektorem Instytutu Unii Europejskiej w Collegium Civitas, przewodniczącym Centrum Europejskiego Natolin i Fundacji Kolegium Europejskiego, członek Stowarzyszenia Euro-Atlantyckiego.

Ukończył Uniwersytet Łódzki, a następnie studia podyplomowe w Centre Européen Universitaire w Nancy. Jest doktorem nauk ekonomicznych.