Sean Justin Penn, 17 Ağustos 1960 tarihinde Santa Monica, Kaliforniya'da doğdu. Babası yönetmen Leo Penn, annesi ise aktris Eileen Ryan'dır. Penn, genç yaşta sinemayla ilgilenmeye başladı ve liseden sonra Los Angeles Repertory Theater'da eğitim aldı. Televizyondaki küçük rollerin ardından 1981 yapımı "Taps" filmindeki askeri öğrenci rolüyle sinema kariyerine başladı. İlk büyük çıkışını 1982 yapımı "Fast Times at Ridgemont High" filmindeki Jeff Spicoli karakteriyle yaptı. Bu rol onu bir anda şöhrete kavuştursa da, Penn hızla ciddi ve dramatik rollere yönelerek bir karakter oyuncusu olarak yeteneğini kanıtlamaya odaklandı.