Себастиан Стэн родился 13 августа 1983 года в Констанце (Румыния).

Себастиан был единственным ребенком в семье. В возрасте 8 лет он переехал из Румынии в Вену (Австрия) – вместе с матерью-пианисткой.

Когда мальчику было 12 лет, его мать вышла замуж за директора американской частной школы, и вместе с ней Стэн переехал жить в Rockland County, штат Нью-Йорк.

Стэн – выпускник Рутгерского университета в штате Нью-Джерси (Rutgers University in New Brunswick, New Jersey), с дипломом бакалавра изобразительного искусства в актерском мастерстве.

Сниматься в фильмах и сериалах Себастиан начал в 2003 году, и на сегодняшний день в его послужном списке – роли в таких картинах и телепроектах, как «Закон и порядок» (Law & Order, 2003 г.), «Свадьба Тони и Тины» (Tony n' Tina's Wedding, 2004 г.), «Красные двери» (Red Doors, 2005 г.), «Архитектор» (The Architect, 2006 г.), «Сделка с дьяволом» (The Covenant, 2006 г.), «Образование Чарли Бэнкса» (The Education of Charlie Banks, 2007 г.), «Рэйчел выходит замуж» (Rachel Getting Married, 2008 г.), «Бабник» (Spread, 2009 г.), «Короли» (Kings, 2009 г.), «Машина времени в джакузи» (Hot Tub Time Machine, 2010 г.) и «Черный лебедь» (Black Swan, 2010 г.).

В 2011 году состоялись премьеры еще двух лент с участием Стэна – «Явление» (The Apparition) и «Капитан Америка» (Captain America: The First Avenger).

Однако наибольшую известность актеру принесла роль Картера Бейзена в популярном молодежном телесериале «Сплетница» (Gossip Girl), где Себастиан снимается с 2007 года.

Кроме того, Стэн снялся в клипе Хайден Панеттьери «Wake up call». В фильме «Сделка с дьяволом» Себастиан сам выполнял все трюки и сложные сцены.

В 2010 году после двух лет романтических отношений расстался с Лейтон Мистер. C мая 2012 года встречается с коллегой по сериалу "Однажды в сказке" Дженнифер Моррисон.