C'est en 1998, avec son premier rôle dans le film fantastique Dark City d'Alex Proyas, qu'il se fait véritablement connaître du grand public. Il y campe un héros amnésique, en quête de son identité véritable, plongé dans une ville étrange et face à des hommes en noir menaçants. Dans ce film, il partage l'affiche avec une distribution prestigieuse : William Hurt, Jennifer Connelly et Kiefer Sutherland.
En 2010, Rufus Sewell fait partie de la distribution de la série télévisée Les Piliers de la terre, diffusée aux États-Unis sur la chaîne Starz et en France sur Canal+.
Sewell a également été marié à la journaliste Yasmin Abdallah.