Pilote précoce, il devient champion du monde de moto-cross 125 cm3 en 1996 sur une KAWASAKI 125KX du Team De Groot (il devient alors le plus jeune champion du monde de l'histoire du motocross).
En 1998, en 250 cm3 toujours sur une Kawasaki KX préparée avec maestria par le néerlandais Jan De Groot il est à nouveau champion du monde face à un adversaire de taille, le belge Stefan Everts, lors d'une saison très disputée se concluant en Grèce par un Grand Prix auquel il était arrivé avec 8 points de retard[2] il pousse à la chute par deux reprises son concurrent Belge Everts, pourtant en grande forme.
Sébastien Tortelli est le seul pilote de sa génération à avoir battu à la régulière le surdoué Belge qui deviendra par la suite le pilote le plus titré de toute l'histoire du motocross avec ses dix titres mondiaux.
Double champion du monde et désireux d'affronter les meilleurs pilotes de la discipline comme le fit Jean-Michel Bayle auparavant, il part aux États-Unis en 1999[3]. Mais la concurrence est trop forte avec des pilotes comme Jeremy McGrath, Ricky Carmichael ou son compatriote David Vuillemin pour qu'il réussisse à briller en supercross. Il s'affirmera comme prévu en motocross avec notamment une place de vice-champion en 2000. Doug Henry le privera d'un titre US NATIONAL 250MX alors qu'il était leader du championnat en le blessant lourdement lors d'un accrochage dont Henry fut reconnu responsable. Blessé à de nombreuses reprises les années suivantes (épaule, genoux),il ne deviendra jamais champion US ni en MX ni en SX. Il décide finalement de rouler à nouveau en Europe en 2006, mais une nouvelle blessure (genou) l'oblige à interrompre sa saison au Grand Prix d'Espagne. Lors du Supercross de Bercy, en , il annonce sa retraite définitive du motocross de haut niveau.
Sébastien se consacre désormais à une école de pilotage en Californie[4].
Depuis 2021, il se consacre au développement de la Varg de la marque Stark Future, une moto électrique destinée au motocross[5].
