Казімір Ян Сапега нарадзіўся прыблізна ў 1637 ці 1638 годзе ў сям'і вялікага гетмана літоўскага Паўла Яна Сапегі і яго жонкі Ганны Копеч. Як і большасць магнатаў таго часу, Павел Сапега хацеў даць свайму старэйшаму сыну добрую адукацыю. І, як правіла, тады адпраўляліся вучыцца ў заходнюю Еўропу. Не выключэннем стаў і Казімір Ян, які скончыў універсітэты аўстрыйскага горада Грац і бельгійскага горада Лувэн.
Пасля вяртання на радзіму Казімір Ян Сапега актыўна заняўся дзяржаўнай дзейнасцю. У 1656 годзе яго прызначылі на пасаду чашніка вялікага літоўскага. У 1661 годзе ён атрымаў адразу дзве пасады: падстолій вялікі літоўскі і падскарбій надворны літоўскі. Браў удзел у пасяджэннях сейма Рэчы Паспалітай, куды яго выбіралі паслом у 1664-ым, 1665-ым, 1666-ым, 1668-ым, 1669-ым і 1670-ым годзе.
У 1667 годзе Сапега ажаніўся з дачкой Юрыя Глебавіча Крысцінай Барбарай, якая нарадзіла яму: трох сыноў Ежы Станіслава, Міхаіла Францішака, Аляксандра Паўла і дачку Катажыну Схаластыку. У 1670 годзе яго прызначаюць на пасаду ваяводы полацкага.
У 1673 -74 годзе Казімір Ян удзельнічае ў вайне супраць туркаў. У 1681 годзе ён быў прызначаны на пасаду гетмана польнага літоўскага, у наступным 1682 годзе, старасты жамойцкага, ваяводы віленскага і вялікага гетмана літоўскага. У 1683 годзе ён зноў ваюе з туркамі і камандуе 10 тысячным літоўскім войскам у Славакіі. Ваяваць з турэцкай Асманскай імперыяй Сапегу яшчэ прыйшлося ў 1689-ым, 1691-ым і 1694-ым годзе.
З 1684 года Казімір Сапега знаходзіўся ў апазіцыі да караля Рэчы Паспалітай Яна III Сабескага. Аднак гэта не перашкодзіла яму атрымаць пасаду Маршалка Трыбунала Вялікага княства Літоўскага ў 1686 годзе. Таксама ён канфліктаваў з віленскім біскупам Канстанцінам Казімірам Бжастоўскім, за што апошнім быў адлучаны ад царквы ў 1694 годзе.
Калі ў 1700 годзе пачалася Паўночная вайна Сапега падтрымаў Станіслава Ляшчынскага і Шведаў. У бітве пры Алькеніках 18 лістапада 1700 года пацярпеў паражэнне ад літоўскай шляхты якой камандаваў Міхаіл Сервацый Вішнявецкі. У 1703 годзе ён ажаніўся другі раз з дачкой польнага гетмана літоўскага Вінцэнта Гансеўскага Тэрэзе. У 1708 годзе аддаў пасаду вялікага гетмана літоўскага свайму пляменніку Яну Казіміру Сапегу.
У канцы 1709 года Казімір Ян пераходзіць на бок караля Рэчы Паспалітай Аўгуста ІІ Моцнага, за гэта яму была вернутая пасада віленскага ваяводы. У 1710 годзе прыняў удзел у Варшаўскай вольнай радзе. У 1711 годзе ажаніўся трэці раз на графіне Антоніі Сібіле Вальдштэйн-Арнаў. У 1716 годзе стаў удзельнікам генеральнай канфедэрацыі Вялікага Княства Літоўскага.
Памёр Казімір Ян Сапега ў Гродне 13 сакавіка 1720 года, яго пахавалі ў горадзе Бяроза-Картузская (сёння горад Бяроза, Бярозаўскі раён, Брэсцкая вобласць, Беларусь).
