Sébastien is geboren op 16 april 1992 in Luxemburg als zoon van groothertog Henri en groothertogin Maria Teresa. Hij heeft drie broers, erfgroothertog Guillaume (1981), prins Félix (1984) en prins Louis (1986), en een zus, prinses Alexandra (1991).

Zijn peetouders zijn zijn oudste broer Guillaume en prinses Astrid van België.