1965년 충남 서산에서 태어나 서울에서 자랐다. 직장을 다니던 중 국립극장 문화학교 연극반에서 연기를 배웠고, 서른한 살에 직장을 그만두고 본격적으로 무대에 섰다.
연극 「노이즈 오프」, 「웃음의 대학」, 「톡톡」, 뮤지컬 「판타스틱스」, 「그날들」, 「프랑켄슈타인」, 「컴 프롬 어웨이」, 「라이프 오브 파이」, 드라마 「신데렐라 언니」, 「웰컴투 삼달리」, 「소년시대」 등에서 연기했다.
한국연출가협회 최우수연기상(1995), 동아연극상 신인연기상(2006), 골든티켓어워즈 연극 남자배우상(2011), 에이판 스타 어워즈 남자연기상(2024)을 받았다.
서현철과 정재은은 연극 「강 건너 저편에」에서 부부 역할로 함께 출연하며 인연을 맺었고, 이후 실제 부부가 되었다. 오랫동안 각자의 자리에서 배우로 활동해온 두 사람이 부부로 함께 주목받기 시작한 것은 서현철이 「라디오스타」에서 아내 정재은과의 일화를 들려주면서부터다. 2026년에는 유튜브 채널 「옆집 부부 서현철 정재은」을 열어 두 사람이 함께 일상의 이야기를 나누고 있다.