Carl Jacob Sandegren wurde am 1. Oktober 1841 in Naesinge in Schweden geboren. Er studierte Theologie und trat 1868 in das Leipziger Missionsseminar ein.

Sandegren war ein Jahr lang bei Missionar Kremmer in Madras (heute Chennai). Anfang 1871 wurde er nach Cuddalore versetzt, erkrankte und musste Cuddalore wieder verlassen.

Er heiratete am 20. November 1872 Theodora Kremmer, die Tochter von Missionar Kremmer. Die Kinder Karl, Hermann, Johannes, Paul und Ebba waren später selbst in Indien in der Mission tätig.

Anfang Dezember 1872 übernahm Sandegren Jerkad und dann ganz Coimbatore. Er erhielt den Norddistrikt von Madura (heute Madurai) als Arbeitsfeld. Ab Oktober 1884 war er alleiniger Missionar in Madras.

Sandegren wurde 1892 zum Mitglied des Kirchenrats in Tranquebar (heute Tharangambadi) ernannt. Am 9. August 1893 feierte er sein 25-jähriges Ordinationsjubiläum.

Er übernahm die Überführung der Zentralschule nach Shiyali (heute Sirkazhi), Anfang 1896 dann die Leitung der Zentralschule. Deren Einweihung fand in Shiyali am 24. Juni 1896 statt, wohin Sandegren übergesiedelt war. Er ging im Herbst 1902 als Leiter der schwedischen Diözese nach Madura und zog dann nach Virudupati (heute Virudhunagar).

1907 wurde er von der Universität Uppsala zum Doktor der Theologie ernannt. Nach seiner Pensionierung im Jahr 1917 lebte er abwechselnd in Tranquebar und auf den Palnibergen.

Carl Jakob Sandegren starb am 13. Januar 1929 in Madura und wurde in Tranquebar begraben.