Figlio di Erasmo Conca e Caterina de Iorio, era il maggiore di dieci fratelli. Si formò alla scuola napoletana di Francesco Solimena.
Dal 1706 si trasferì a Roma col fratello Giovanni, che fu il suo assistente. Qui si affiancò a Carlo Maratta e svolse una proficua attività di affrescatore e di artista di altari fin oltre il 1750. A contatto con quest'ultimo, il suo stile artistico esuberante si moderò parzialmente. A Roma, ebbe il cardinale Pietro Ottoboni come patrono e questi lo presentò a papa Clemente XI. In seguito a questo incontro, realizzò l'affresco raffigurante Geremia nella basilica di San Giovanni in Laterano. Per il dipinto fu ricompensato dal papa col titolo di cavaliere e dal cardinale con una croce di diamanti.
Nel 1710 aprì la sua accademia, la cosiddetta "Accademia del Nudo" che attrasse molti allievi da tutta Europa, tra cui Pompeo Batoni, i sicilianiOlivio Sozzi e Giuseppe Tresca, e che servì per diffondere il suo stile in tutto il continente. Nel 1721 il cardinale Troiano Acquaviva d'Aragona gli commissionò gli affreschi del soffitto di Basilica di Santa Cecilia in Trastevere e dal 1725 gli concesse un appartamento nel Palazzo Farnese dove trasferì anche il suo studio. Nel 1729 entrò a far parte dell'Accademia di San Luca e ne divenne direttore in due diversi periodi. Nell'agosto 1731 il pittore fu chiamato a Siena per affrescare l'abside della Chiesa della Santissima Annunziata, per volontà testamentaria del rettore del Santa Maria della Scala, Ugolino Billò. Il lavoro venne terminato nell'aprile del 1732. Con la "Probatica Piscina" (o "Piscina di Siloan"), Conca si guadagnò la diffusa ammirazione dei contemporanei. In particolare, furono apprezzati l'ampio respiro dell'opera e la sapiente composizione, fedele al racconto evangelico e ricca di scrupolosi dettagli.
Fu in seguito tra l'altro al servizio della corte sabauda, e lavorò a Torino, all'oratorio di San Filippo e alla chiesa di Santa Teresa. Nel 1739 scrisse un libro dal titolo Ammonimenti, contenente precetti morali e artistici e dedicato a tutti i giovani che avessero voluto diventare pittori.
Dopo il suo ritorno a Napoli nel 1752, Conca passò, da queste esperienze di ispirazione classicheggiante, ai canoni, più grandiosi, del tardo barocco e del rococò e si ispirò soprattutto alle opere di Luca Giordano. Realizzò, in questo periodo, affreschi e tele abbaglianti e "illusionistiche".
Tra i suoi migliori allievi figura Giuseppe Ranucci della diocesi di Fondi ."Tutta la produzione oggi nota dell'artista si iscrive infatti nel periodo che va dal 1730, data per il quadro della chiesa dei Santi Celso e Giuliano, al 1757 della chiesa di San Lorenzo in Panisperna in Roma". Il quadro conservato nella chiesa di Santa Gemma, raffigurante la Madonna con il Bambino in Gloria, San Pancrazio con la palma romana e Santa Gemma in preghiera è dunque opera dell'età matura dell'artista che la realizzò nel 1758, un anno dopo della pala d'altare raffigurante la Concezione di Maria Vergine dipinta per i Francescani della chiesa romana di San Lorenzo in Panisperna.
Gaetano Lapis (Cagli, 1706 - Roma, 1773), detto anche il Carraccetto, che Sebastiano affidò al tutorato del cugino Giovanni nella cui casa il giovanissimo Gaetano avrebbe così vissuto i primi anni di apprendistato romano.
Una discreta celebrità ebbe anche il nipote di Sebastiano, il romano Tommaso Conca. Tra i suoi allievi ricordiamo anche il pittore barocco messinese Placido Campolo e il romano Andrea Casali, noto rappresentante della pittura Rococò.
Santa Chiara in gloria, Sulmona, chiesa di Santa Chiara, altare maggiore, olio su tela, anni cinquanta del XVIII secolo
Giuda Maccabeo, Andria, chiesa di San Nicola Trimodiese (proveniente dalla chiesa benedettina della Madonna dei Miracoli)
Apoteosi di San Corrado, pala d'altare, Noto, santuario di San Corrado di fuori.
Madonna del Rosario con San Domenico e Santa Caterina da Siena, opera proveniente dalla chiesa della Madonna del Rosario di Catania e attualmente custodita nel Collegio San Tommaso d'Aquino, Linguaglossa, (Catania).
San Filippo Neri raffigurato in atteggiamento adorante ai piedi del Bambin Gesù, olio su tela, attribuzione d'opera custodita nella cappella eponima della cattedrale di San Giovanni Battista di Ragusa.
Madonna del Paradiso, 1761c., olio su tela, opera commissionata per la Cappella del Paradiso della Casa Santa dei Gesuiti, documentata in basilica cattedrale e altri luoghi di culto, oggi custodita nel santuario della Madonna del Paradiso di Mazara del Vallo.
^ Tatiana Bushmina, Eighteenth Century Italian Painting of the Roman School in the Hermitage Collection, in: E. Borsellino, V. Casale (ed.), Roma e il tempio del gusto. La pittura del Settecento romano e la sua diffusione a Venezia e Napoli, Edifir, Firenze, 2001, pp. 13-29, alla p. 24
^ Vittorio Casale, La pinacoteca settecentesca nella navata centrale di San Clemente, in: E. Borsellino, V. Casale (ed.), Roma e il tempio del gusto. La pittura del Settecento romano e la sua diffusione a Venezia e Napoli, Edifir, Roma 2001, pp. 31-57, alla p. 41
^ Vittorio Casale, La pinacoteca settecentesca nella navata centrale di San Clemente, in: E. Borsellino, V. Casale (ed.), Roma e il tempio del gusto. La pittura del Settecento romano e la sua diffusione a Venezia e Napoli, Edifir, Roma 2001, pp. 31-57
^Pagina 209, Gaspare Palermo, "Guida istruttiva per potersi conoscere ... tutte le magnificenze ... della Città di Palermo" [1], Volume terzo, Palermo, Reale Stamperia, 1816.
^abPagina 9, Vincenzo Mortillaro, "Guida per Palermo e pei suoi dintorni del barone V. Mortillaro" [2], Tipografia del giorn. Letterario, Palermo, 1836.
^abPagina 198, Gaspare Palermo, "Guida istruttiva per potersi conoscere ... tutte le magnificenze ... della Città di Palermo" [3], Volume primo, Palermo, Reale Stamperia, 1816.
^abPagina 219, Gioacchino di Marzo, "Opere storiche inedite sulla città di Palermo" [4], Volume III, Palermo, Luigi Pedone Lauriel, 1873.
^Pagina 346, Gaspare Palermo, "Guida istruttiva per potersi conoscere ... tutte le magnificenze ... della Città di Palermo" [5], Volume Secondo, Palermo, Reale Stamperia, 1816.
Alberto Macchi, Irene Parenti, pittrice e poetessa fiorentina vissuta nella seconda metà del XVIII secolo: atto unico teatrale fra realtà e ipotesi, prefazione di Angela Sołtys, Roma, Aetas, 2006, ISBN88-85172-12-1.
AA.VV., Sebastiano Conca (1680 - 1764), catalogo della mostra, Gaeta, Centro Storico Culturale "Gaeta", 1981, SBNIT\ICCU\PAL\0011421.
Simona Sperindei, Palazzo Ossoli a Roma: una residenza di artisti, in "Lazio Ieri e Oggi", 2010, 542, pp. 18-23.
Simona Sperindei, Palazzo De Cupis, ricostruzione storico artistica, in "Lazio Ieri e Oggi", 2013, 587, pp. 309-313.
Achille della Ragione, Uno splendido bozzetto di Sebastiano Conca, Napoli 2020