A család második fiúgyermekeként született 1956. május 21-én, hivatalos neve John James Kelly. Mivel apját is így nevezték, már családi körben a John ír megfelelőjével a Sean névvel illették.
14 esztendősen már indult kerékpáros-versenyeken, 1973-ban nemzeti bajnokságot nyert. 1977 februárjában, 20 évesen, kezdte meg profi pályafutását.
A 80-as években Kelly az országúti kerékpározás legnagyobb sprintere lett. Pályafutása alatt 193 profi verseny győztese, 9 alkalommal nagy klasszikus verseny (pl. Tour de France, Tour of Spain - Vuelta a España) trófeáját is elnyerte. 1994-ben vonult vissza az versenyzéstől.
Sean Kelly nem volt közlékeny sportolóként, mégis sportkommentátor lett, a kilencvenes évek végén az Eurosportnál kezdett. Önéletrajzát 2013-ban adta közre Hunger címmel.
Így már nemcsak fotóira, hanem akár könyvébe is adhat autogramot. Sean Kelly bal kézzel ír, a balkezes írástechnikák közül az ún. alultartást alkalmazza.
