Sébastien Carréno obtient son diplôme de doctorat en biologie moléculaire de l’Université Toulouse III en 2001. Après un stage postdoctoral à la University of California, Berkeley, sous la supervision de David G. Drubin, il se joint à l’équipe de François Payre en 2005 pour poursuivre sa formation à l’Université de Toulouse.
L’IRIC le recrute finalement en 2008 à titre de chercheur principal, Unité de recherche sur les mécanismes de la morphogénèse cellulaire. Depuis septembre 2017, il occupe aussi le poste de directeur des affaires académiques à l’IRIC.