Sean Gunn débute sa carrière dans le rôle de Kirk Gleason dans Gilmore Girls (2000–2007) avant d’intégrer l’univers Marvel avec Les Gardiens de la Galaxie (Guardians of the Galaxy, 2014), où il interprète Kraglin — un rôle qu’il reprend dans Les Gardiens de la Galaxie Vol. 2 (2017), Avengers: Infinity War (2018), Avengers: Endgame (2019), Thor: Love and Thunder (2022) et Les Gardiens de la Galaxie Vol. 3 (2023). Collaborateur régulier de son frère, le réalisateur James Gunn, il apparaît aussi dans The Suicide Squad (2021), Creature Commandos (2024–), Superman (2025) et Peacemaker (2025–). En dehors des superproductions, il se distingue dans The Belko Experiment (2016), Ordinary World (2016) et Agnes (2021).