Sebastian Stan s-a mutat la Viena când avea opt ani, alături de mama sa, iar patru ani mai târziu, cei doi au ajuns în America. S-a îndrăgostit de actorie la Stagedoor Manor, o celebră tabără de arte ale spectacolului, pe unde au trecut şi staruri ca Natalie Portman sau Mandy Moore. A dat examen la facultate cu un monolog scris de dramaturgul şi actorul
A avut un rol în serialul poliţist «Lege şi ordine»
În timpul facultăţii, Stan a început să joace în producţii independente şi a primit un rol, în 2003, în sezonul final al serialului TV „Lege şi ordine”. „A fost prima mea experienţă profesională adevărată”, spune el.
Debutul în lungmetraj şi l-a făcut un an mai târziu, în thriller-ul „The Covenant”/”Conjuraţia tăcerii”. A mai jucat în „Red Doors”, „The Architect”, „Rachel Getting Married” şi „The Education of Charlie Banks”, alături de actori celebri, dar mărturiseşte că nu filmele îl atrag în mod special, ci teatrul. Stan spune că şi-a dorit întotdeauna să joace pe Broadway, nu în producţii hollywoodiene comerciale.