Alf Sommerfelt er rekna som den leiande språkforskaren i Noreg i sin generasjon, og han hadde internasjonalt ein posisjon som få andre norske lingvistar nokon gong har hatt. Han blir rekna som ein av fedrane til den moderne sosiolingvistikken og som grunnleggjaren av keltisk dialektologi. I Noreg var han den som først introduserte ideane frå den franske sosiologisk-lingvistiske skolen og evolusjonsfonetikken, deretter frå Prag-skolen med strukturalismen.
Sommerfelt voks opp i Trondheim og tok examen artium 1911 ved katedralskolen, der faren var rektor. Same år blei han filologistudent i Kristiania. Dei professorane som fekk mest å seie for han, var Magnus Olsen i nordisk filologi, Olaf Broch i russisk og fonetikk, Alf Torp i samanliknande indoeuropeisk og Carl Marstrander i keltisk språkforsking. Seinare hadde Sommerfelt alltid ein sterk interesse for norrønt og norsk språkhistorie, og fonetiske perspektiv var gjennomgåande til stades i forskinga hans. Og det var gjennom den samanliknande språkforsking han blei allmennlingvist. Men som forskar var det keltologien han først tok til med.
Etter tre år ved universitetet drog Sommerfelt til Irland seint i 1914. Etter to år der drog han vidare til Frankrike. Der blei han i seks år. 1921 tok han doktorgraden i Paris. Han hadde vidgjetne lærarar som Antoine Meillet i samanliknande og allmenn språkvitskap, Joseph Vendryès i keltologi, Jules Gilliéron i dialektgeografi, abbed Rousselot og Maurice Grammont i fonetikk.
1918 blei Sommerfelt tilsett som stipendiat i Kristiania, men først 1922 kom han tilbake til Noreg og tok til å førelese ved universitetet. Han kom raskt i ein prinsipiell teoridebatt med junggrammatikaren Hjalmar Falk, der Sommerfelt argumenterte for synspunkta til den franske lingvistiske skolen. Denne debatten markerte innleiinga til eit skilje i teoriorientering mellom allmenn og spesielt nordisk språkvitskap i Noreg. Nordistane heldt, med nokre unntak, fast ved junggrammatikken som teoretisk ramme for si verksemd. Sommerfelt derimot formidla nye teoretiske og metodiske retningar inn til studentar og kolleger, noko som førte til at allmenn språkvitskap i Noreg frå 1920-åra var i takt med internasjonal teori- og metodeutvikling. Før krigen var Europa sentralt, seinare kom impulsane meir frå USA.
Sommerfelt var ein framifrå miljøskapar, og han brukte ofte sin eigen heim til faglege samlingar. Mange populærvitskaplege bøker og artiklar om språklege spørsmål heng òg saman med hans viktige formidlarrolle.
Sommerfelts styrke som forskar låg i den konkrete språkskildringa. Han var empirikar meir enn teoribyggjar. Han var likevel teoretisk idérik, t.d. ligg Roman Jakobsons skildring av barns fonologiske utvikling i kim i ei bokmelding av Sommerfelt, med døme frå lydutviklinga hos hans eiga dotter.
Sommerfelt dekte eit vidt felt. Viktigast var keltologien. Han har gitt grunnleggjande bidrag om nykeltiske dialektar, og grunnla 1958 tidsskriftet Lochlann, a Review of Celtic Studies. For skildringa av norsk er det omfattande arbeidet hans frå 1922 til 1957 med Norsk Riksmålsordbok viktigast. Teoretisk nyskapande var han innan historisk lingvistikk og på området språk og samfunn. Bidraga hans på det siste området peikar fram mot den moderne sosiolingvistikken. Hans mest sentrale artiklar blei 1962 redigerte i ein internasjonal antologi, som kom til å stadfeste Sommerfelts pionérinnsats særleg på området språk og samfunn.
Sommerfelt blei dosent 1926 i samanliknande og allmenn språkvitskap, 1931 professor i allmenn språkvitskap. Han stod i stillinga til han var 70 år (1962).
I april 1940 følgte Sommerfelt regjeringa til London og var ekspedisjonssjef i KUD 1941–45. Etter krigen var han m.a. sentral i skipinga og utviklinga av UNESCO, dekanus for HF-fakultetet 1953–57 og prorektor ved Universitetet i Oslo 1957–60. Han fekk mange utmerkingar, m.a. var han æresdoktor ved fire utanlandske universitet, medlem av mange akademi og lærde selskap og president for den 8. internasjonale lingvistkongress i Oslo 1957. Han blei utnemnd til kommandør av St. Olavs Orden 1955.
Alf Sommerfelt døydde i ei bilulykke i oktober 1965.