Sybille Hinze studierte Wissenschaftstheorie und -organisation an der Humboldt-Universität zu Berlin und der Staatlichen Universität Leningrad (heute St. Petersburg, Russland). Von 1990 bis 1997 arbeitete sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung (Karlsruhe) und promovierte 1997 am Zentrum für Wissenschafts- und Technikstudien der Universität Leiden (Niederlande). Nach der Promotion war Sybille Hinze für zwei Jahre als Postdoctoral Fellow an der Australian National University, Research School for Social Sciences tätig und kehrte anschließend zurück an das Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung wo sie als stellvertretende Leiterin des Kompetenzzentrums Politik und Regionen und Leiterin des Geschäftsfeldes Evaluation und Politik tätig war.

Von 2005 bis 2006 war sie zur Europäischen Kommission, Generaldirektion Forschung, Abteilung für Planung und Evaluation, abgeordnet. Von August 2008 bis Dezember 2015 war Sybille Hinze stellvertretende Leiterin des iFQ und seit der Fusion von iFQ und DZHW im Januar 2016 stellvertretende Abteilungsleiterin der Abteilung Forschungssystem und Wissenschaftsdynamik am Standort Berlin.

Im Juli 2020 hat Sybille Hinze die Leitung des neu gegründeten Center for Open and Responsible Research (CORe) (Objective 3: Advancing Research Quality and Value) der Berlin University Alliance übernommen.

Sybille Hinze war bis Juli 2020 Vorsitzende des Konsortiums „Kompetenzzentrum Bibliometrie“ und bis Februar 2022 Mitglied des Scientific Committee von COST. Sie ist Mitglied des Steering Committees der European Summer School for Scientometrics (esss), im Editorial Board der Zeitschrift „Science and Public Policy“ sowie seit 2013 Generalsekretärin von ENID, dem European Network of Indicator Designers.