Sanchez fait l'aller-retour entre les majeures et les mineures avant de devenir joueur régulier pour un club des grandes ligues en 2005. Il est transféré chez les Pirates de Pittsburgh le à l'occasion d'un échange impliquant plusieurs joueurs. Les Red Sox transfèrent Sanchez et le lanceur Mike Gonzalez à Pittsburgh en retour des lanceurs Jeff Suppan, Brandon Lyon et Anastacio Martínez.
En 2007, il frappe pour ,304 de moyenne au bâton avec 183 coups sûrs, un record personnel de 11 coups de circuit, 42 doubles, 81 points produits et 77 points marqués. Il honore une seconde sélection au match des étoiles.
Freddy Sanchez prolonge son contrat chez les Pirates le . Il s'engage jusqu'à la fin de la saison 2009, avec une option pour le club pour 2010[5]. Mais ses statistiques à l'attaque déclinent drastiquement en 2008, alors qu'il ne peut faire mieux qu'une moyenne au bâton de ,271 avec une récolte de 9 circuits et 52 points produits.
Malgré des statistiques moins impressionnantes qu'au cours de ses meilleures saisons, Sanchez représente les Pirates au match des étoiles 2009.
Giants de San Francisco
Le , Sanchez est échangé aux Giants de San Francisco contre le lanceur des ligues mineures Tim Alderson[6]. Il termine la saison avec une moyenne au bâton de ,293 pour Pittsburgh et San Francisco, et 41 points produits.
À sa première année complète à San Francisco en 2010, Sanchez frappe pour ,292 avec 47 points produits. Avec neuf coups sûrs, Sanchez frappe pour ,360 de moyenne au bâton dans les six matchs opposants les Giants aux champions en titre de la Ligue nationale, les Phillies de Philadelphie, en Série de championnat 2010. Il se distingue en Série mondiale 2010 entre San Francisco et Texas, alors qu'il devient le premier joueur de l'histoire à frapper des doubles à chacune de ses trois premières présences au bâton en carrière en Série mondiale[7]. Il égale un record, partagé avec sept autres joueurs, de la franchise des Giants avec quatre coups sûrs dans un même match de série finale[8]. Sanchez fait partie de l'équipe championne des Giants, qui renverse Texas en cinq parties.
Le , il se disloque une épaule dans un match des Giants face aux Reds de Cincinnati après avoir fait une mauvaise chute en tentant de maîtriser un roulant frappé par Brandon Phillips[9]. Une opération à l'épaule met fin à sa saison[10]. En 60 parties jouées, sa moyenne au bâton est à ,289 avec 24 points produits. Il est absent du jeu en 2012 et son contrat avec les Giants vient à échéance sans qu'il soit de retour. Il joue en ligues mineures avec un club-école des Giants en 2012, mais une opération au dos en juillet met fin à ses espoirs de revenir au plus haut niveau[11].
