Allén blev filosofie doktor i nordiska språk vid Göteborgs universitet 1965 på en grafematisk studie av Johan Ekeblads brev.[9][10] Han var verksam som amanuens och lärare vid Göteborgs universitet 1952–1965, blev extra ordinarie docent i nordiska språk 1965, ledare för Forskningsgruppen för modern svenska 1966, var tillförordnad professor i nordiska språk 1967–1969, tilldelades en särskild forskartjänst vid Statens humanistiska forskningsråd 1970, var professor i språklig databehandling där 1972–1979, var professor i språkvetenskaplig databehandling vid Göteborgs universitet 1979–1993 samt prorektor vid Göteborgs universitet 1980–1986 (samt rektor under ett år).
Allén tog under sin tid som ständig sekreterare i Svenska Akademien initiativ till flera framåtsyftande och uthålliga projekt, såsom bokserien Svenska klassiker utgivna av Svenska Akademien och programserien Kvällar på Svenska Akademien. Härtill initierade han flera datorstödda lexikala projekt, bland annat redovisade i Svensk ordbok utgiven av Svenska Akademien (i två band, 2009) och var också initiativtagare till Svenska Akademiens grammatik (i fyra band, 1999). Han var ledamot av Svenska Akademiens Nobelkommitté 1987–1999.
Under 1980-talet hade Allén en stående programpunkt i Gomorron Sverige under Fredrik Belfrages programledarskap, där han svarade på tittarfrågor kring svenska språket. I TV och radio framträdde han också under många år i program som På ren svenska och Språkligheter.
Allén var Akademiens ständige sekreterare under den i medier uppmärksammade så kallade Salman Rushdie-affären 1989, i vars kölvatten Kerstin Ekman och Lars Gyllensten slutade delta i Akademiens arbete.
Familj
Sture Allén var son till ingenjör Bror Allén och Hanna Allén, född Johansson. Han gifte sig 1954 med speciallärare Solveig Jansson, dotter till möbelsnickare Hjalmar Jansson och Klara Jansson, född Karlsdotter.