Sebastián Dominguez nació en Capital Federal, donde vivió pocos años, hasta su llegada a Rosario. Comenzó su carrera en el club Newell´s Old Boys con 6 años, y debutó en la primera división de dicho club con 18 años, de la mano de Jorge Castelli, el 10 de abril de 1999.
En el año 2004, siendo capitán del equipo, se consagra campeón del torneo Apertura Argentino, con Américo Rubén Gallego como director técnico. Es transferido al futbol brasileño en enero del 2005, donde juega 2 años para el Corinthians de San Pablo, uno de los más populares equipos brasileños. Junto a sus compatriotas Carlos Tevez y Javier Mascherano, logran el campeonato Brasileño 2005  (Brasileirao 2005).
En el año 2007, regresa a su país para jugar en el club Estudiantes de La Plata por 2 temporadas y es nuevamente transferido al club América de México en diciembre de 2007. En enero de 2008 se consagra campeón del torneo Interliga, logrando una plaza para la siguiente Copa Libertadores de América (llegando hasta semifinales de dicha copa)
En enero de 2009 llega a el Club Atlético Velez Sarsfield, donde obtiene nuevamente el torneo Clausura Argentino.