Sterling K. Brown, Missouri'de 5 Nisan 1976’da Aralean Banks ve Sterling Brown çiftinin çocuğu olarak dünyaya geldi. Babası o on yaşındayken geçirdiği bir kalp krizinin ardından vefat etti. Sterling, Stanford Üniversitesi Tiyatro Bölümü'nden mezun olduktan sonra NYU Tisch School of the Arts'ta Güzel Sanatlar Yüksek Lisansı yaptı. İlk kez 2002 yılında romantik dram olan Brown Sugar filminde ve NBC’nin suç-draması Third Watch adlı dizilerde yer alarak kameraya merhaba dedi. Akabinde pek çok film ve dizide rol alan Brown’ın en bilinen işleri arasında Army Wives dizisinde Roland Burton, American Crime Story dizisinin ilk sezonunda canlandırdığı Christopher Darden ve This Is Us dizisindeki “Randall Pearson” karakterleri sayılabilir. Bu farklı performanslarıyla Emmy ve Altın Küre ödülleri kazanmıştır. Televizyonda yer aldığı diğer diziler arasında Supernatural, Person Of Interest, Masters Of Sex, The Mentalist, Castle ve Criminal Minds sayılabilir. Brown 2016'da Tina Fey’in başrolde olduğu Viski Tango Fokstrot filminde rol aldı. 2018 yılında Time dergisinin dünyanın en etkili 100 kişisi listesine girmeyi başaran Sterling K. Brown, ayrıca Marshall, Black Panther, Waves ve American Fiction gibi başarılı filmlerde de yardımcı roller üstlendi. Özellikle Marvel evreninin gişe hitlerinden olan Black Panther’de (2018) N'Jobu karakteri ile akıllarda yer etti. 2023’te American Fiction filminde canlandırdığı Clifford "Cliff" Ellison karakter ile 2024’te En İyi Yardımcı Erkek Oyuncu dalında Akademi Ödülü’ne aday oldu.