Né d'une mère courtier en immobilier et d'un père vendeur de matériel médical, Sean Patrick Flanery grandit dans une petite ville non loin de Houston, au Texas, et fréquente l'Université de St. Thomas à Houston. C'est là qu'il découvre sa passion pour le théâtre en s'inscrivant à un cours d'art dramatique.
Après ses études, le jeune homme décide de tenter sa chance à Los Angeles pour poursuivre une carrière d'acteur. Il commence par apparaître dans des publicités télévisées, notamment pour Kellogg's Corn Pops aux côtés de Paul Walker. Rapidement, il obtient des rôles à la télévision et au cinéma.
En 1992, il décroche le rôle-titre de la série Les Aventures du jeune Indiana Jones, produite par George Lucas, où il incarne le rôle-titre. Cette performance le fait connaître du grand public. En 1995, Flanery joue Jeremy "Powder" Reed, aux capacités intellectuelles et paranormales extraordinaires.
En 1999, Sean Patrick incarne Connor MacManus dans Les Anges de Boston, un thriller qui devient culte où il joue l'un des deux frères jumeaux devenus justiciers. Le long métrage donne lieu à une suite, Les Anges de Boston 2, en 2009, toujours avec Flanery reprenant son personnage.
Tout au long des années 2000, Flanery apparaît dans diverses productions télévisées et cinéma. Il joue notamment le rôle de Greg Stillson dans la série The Dead Zone et fait une apparition dans Stargate SG-1 en tant qu'Orlin. En 2010, il participe à Saw 3D, interprétant un survivant des pièges de Jigsaw.
En 2011, il rejoint le casting du soap opera Les Feux de l'amour, où il incarne Sam Gibson, le petit ami de Sharon Newman. Deux ans plus tard, il interprète le sympathique patron amoureux de la sœur de Dexter dans la dernière saison de la série centrée sur le tueur en série joué par Michael C. Hall.
En 2016, l'acteur américain publie son premier roman, Jane Two, une histoire inspirée de sa propre enfance et de ses premières expériences. En 2023, Flanery tient le rôle principal du thriller Nefarious de Cary Solomon et Chuck Konzelman où il interprète un détenu affirmant être possédé par un démon.
Parallèlement à sa carrière d'acteur, Flanery est un artiste martial accompli. Il obtient en 2008 sa ceinture noire en jiu-jitsu brésilien et possède sa propre académie, Hollywood Brazilian Jiu Jitsu, à West Hollywood, en Californie.
Laurent Schenck