وی در سن 3 سالگی به مکتب‌خانه آخوند ملاحسین شاهمیری رفت و توانست در مدت زمان کوتاهی دروس مقدماتی و کتاب‌هایی چون علم جزء، نصاب الصبیان و جامع المقدمات را فراگیرد و در کنار آموزش این دروس، با مطالعه کتابهای متفرقه در زمینه‌های مختلف، بر معلومات خود بیافزاید.
سحاب در نوزده سالگی دروس دیگری چون فقه، اصول و زبان عربی را در محضر علمای دیگر تفرش چون امامی و علی اکبر سجادی و در سن 22 سالگی زبان فرانسه، علوم جدید، حساب و جغرافیا را نزد سناءالدوله به خوبی فراگرفت.
وی دو سال بعد به منظور تکمیل دروس و طی مدارج بالای علمی به تهران رفت و در همان جا با ورود به مدرسه آلیانس فرانسه و تکمیل زبان انگلیسی، موفق به اخذ مدرک دیپلم شد.
اندکی بعد، سحاب با ورود به حلقه درس سید عبدالرحیم دماوندی فقه و اصول را ادامه داد و از محضر علمای طراز اول تهران، شیخ علی نوری و شیخ باقر معزالدوله استفاده کرد.
علاقه فراوان وی به فراگیری علوم جدید سبب شد تا او در کنار تحصیل روزانه، در کلاس‌های شبانه مدرسه دارالفنون نیز شرکت کند. وی در آنجا به فراگیری شیمی، طبیعیات و فیزیک نزد استاد مهدیخان، دکتر محمود خان و غلامحسین خان رهنما، پرداخت.
استاد سحاب، علاوه بر زبان انگلیسی و فرانسه به زبان عربی، آلمانی، لاتین و زبان روسی تسلط داشت و می توانست بسیاری از متون عربی، انگلیسی و فرانسه را به راحتی ترجمه کند.
وی علاوه بر فراگیری علوم رایج آن دوران، به دلیل علاقه فراوان به خواندن شعر و حفظ آن، نزد میرزا اسماعیل خان دبیر نظم و نثر را آموخت و در شعر، تخلص سحاب را برای خود برگزید و مجموعه اشعاری را در دیوان شعری خود به ثبت رساند.
سحاب در آن دوران برای افزایش دانش خود با دانشمندان بنامی چون آیت الله شیخ عبدالکریم حایری، آیت الله بروجردی، آیت الله مرعشی نجفی، استاد شهید مرتضی مطهری، سید محمد بیرجندی و... آشنا و از محضر استادان بنامی چون محمدتقی فخردایی گیلانی، استاد محیط طباطبایی، امیر رضوانی، پروفسور محمود حسابی و علی اکبر دهخدا بهره مند شد و در کنار آن به مکاتبه با دانشمندان خارج از کشور پرداخت تا از دیدگاه ها و آرای آنها نیز استفاده کند.
وی در طی این دوران، با تدریس در مدرسه های مختلفی چون مدرسه آلیانس فرانسه، دبستان تدین، مدرسه کمالیه، دبیرستان قریب، شاهدخت تهران و دانشسرای دختران و تالیف و تحقیق در زمینه های گوناگون توانست جدیت و تلاش خستگی ناپذیر خود را در این عرصه به همه نشان دهد و اینگونه نشان درجه یک و نشان های علمی از سوی وزارت معارف و اوقاف و صنایع مستظرفه را از آن خود کند.
استاد سحاب، خدمات بسیار ارزنده‌ای را در عرصه فرهنگ کشور انجام داد که از آن جمله می‌توان به تأسیس دبستان به سبک قدیم و جدید در تفرش، همکاری با مطبوعات و نگارش مقالاتی چند در نشریات آن روز همچون طوفان هفتگی، تهران، ستاره جهان، شفق سرخ، عصر گلشن و....، تأسیس و افتتاح دو باب مدرسه در روستای فم و طرخوران از توابع شهرستان تفرش و ...اشاره کرد.
وی علاوه بر امر تدریس در مقاطع مختلف آموزش و پرورش، مشاغل دیگری چون ریاست اداره معارف و اوقاف و صنایع مستظرفه نهاوند، عضو هیات ممتحنه مدارس ابتدایی مرکز، معاونت کتابخانه ملی تهران، مدیر دفتر دانشسرای تهران، مدیر داخلی مجله علم و تربیت، کارمند وزارت مالیه، مدیر اداره محاسبات وزارت معارف و اوقاف، مسوول تحریر تصدیق نامه‌های مدارس، ریاست مدرسه وزارت معارف و اوقاف نهاوند، را بر عهده داشت.
استاد سحاب علاوه بر صدها مقاله در مطبوعات داخلی و خارجی و دیوان شعر، بیش از هفتاد جلد کتاب در زمینه علوم دینی، سیاسی و علمی از خود بر جای گذاشته است که هرکدام از آن ها به نحوی در مطالعه و تحقیق دانشمندان بعد از وی موثر واقع شده‌اند.
از آن جمله می‌توان به آثاری در مورد زندگی حضرت سیدالشهداء ابی عبدالله الحسین، امام جعفر صادق، امام جواد، عسکریین و دیگر امامان و معصومین و ترجمه کتابهای تاریخ قرآن، فلسفه و اسرار حج، تاریخ نقاشی در ایران، تاریخ هنر اسلامی از زبان عربی، ترجمه جغرافیای کارپنتر در 6 جلد از انگلیسی، تالیف کتابهای ارزشمند فرهنگ خاورشناسان، زندگانی شاه عباس کبیر، تاریخ مدرسه عالی سپهسالار اشاره کرد.
علاوه بر این آثار ارزنده، علاقه فراوان او به علم جغرافیای نوین سبب شد تا او موسسه‌ای ارزشمند و مانا را به نام، موسسه جغرافیایی و کارتوگرافی سحاب در سال 1315 به همراه فرزند خود عباس سحاب تاسیس کند.
انتشار انواع نقشه، کره، اطلس و دیگر موضوعات جغرافیایی برای نخستین‌بار در ایران حاصل کوشش‌های این مؤسسه و پایه‌گذاران آن بوده که نقش زیادی در بالا بردن سطح دانش جغرافیا در کشور و شناسایی جغرافیایی ایران در جهان داشته است.
پس از گذشت سال‌ها از تاسیس این موسسه، فرزند وی، عباس سحاب، با پشتوانه علمی که از پدر به ارث برده بود و استعداد فوق العاده خویش در علم جغرافیا توانست نام پدر علم جغرافیای نوین را از آن خود کند.
وی برای همیشه نام خود را به عنوان محقق و دانشمندی برجسته در تاریخ علوم انسانی و بویژه علم جغرافیای نوین ثبت کرد.
استاد ابوالقاسم سحاب پس از سال‌ها خدمت در عرصه علوم رایج زمانه خود، 21 دی سال 1335 در اثر بیماری قلبی درگذشت و در کتابخانه آستانه مقدسه حضرت معصومه (س) در قم به خاک سپرده شد.
