Nasceu em Yorkshire, Inglaterra. Era o terceiro filho de um pároco da Igreja Anglicana. Foi grandemente influenciado pela bondade e pureza de vida de seu pai, como também por seu cristianismo tolerante e pragmático. Recorda que o pai detestava a escravidão. Sedgwick em 1804 entrou para o "Trinity College" de Cambridge, foi nomeado tutor de alunos em 1810, e sete anos mais tarde foi-lhe conferida a "Ordem de Santidade". Em 1818 foi nomeado Professor de Geologia da Universidade de Cambridge, e mesmo que lhe faltasse instrução formal em geologia logo se aperfeiçoou nesta ciência, e em 1829 chegou a ser presidente da Sociedade Geológica de Londres. Em 1845 chegou a ser Vice-Mestre do "Trinity College". Estando nesse alto cargo, um de seus ideais foi abrir as portas da Universidade de Cambridge aos que não eram anglicanos (até então só eram admitidos anglicanos). Com esse fim, ele e outro colega, W. Whewell, entrevistaram o Príncipe Albert, consorte da Rainha Vitória, e o convidaram para ser o Chanceler da Universidade. Assim começou sua boa amizade com a Rainha.
Suas dissertações chegaram a ser imensamente populares e abertas à assistência de senhoras. Exerceram influência sobre gerações sucessivas de estudantes de Cambridge e motivaram o conhecimento avançado que os ingleses tiveram em geologia. Sedgwick tinha o dom de poder comunicar-se com o povo trabalhador, e afirmava que a imagem de Deus podia ser vista em muitas das pessoas pobres e simples. Numa conferência que fez aos mineiros e artesãos perto de Newcastle, apresentou uma mistura de geologia, ética e religião como parte de seu grande desejo de relacionar a ciência com os problemas mais amplos, sociais e religiosos. Os trabalhos e opiniões de Sedgwick em duas áreas - geologia e teoria evolucionista - são considerados a seguir, com maior detalhe.
Ele e seu amigo Roderick Murchison, na década de 1830, trabalharam juntos para decifrar os complexos estratos geológicos de Gales. Murchison estudou os estratos do sudeste que têm fósseis de trilobitas e braquiópodes, e denominou esse período geológico de Siluriano (nome de um povo celta que habitou Gales). Sedgwick estudou os estratos do norte e denominou esse período com o qualificativo do antigo nome latino dado a Gales - Cambriano. Em 1835, apresentaram um artigo conjunto sobre os dois estudos. Sedgwick levantou alguns problemas existentes na parte de Murchison, porém suas observações não foram aceitas por ele. Isto o aborreceu e afetou a sua amizade com Murchison, levando-o a escrever a famosa frase: "Não sou mais teu amigo íntimo, porém te desejo o melhor, como meu irmão cristão". Somente depois do falecimento deles a ciência resolveu o problema levantado, agregando um novo período geológico entre os estratos estudados - o período Ordoviciano - denominação dada em homenagem a uma antiga tribo do norte de Gales.
A concepção de Sedgwick era de que as camadas sedimentares haviam sido depositadas por águas catastróficas, e que muitas haviam sido causadas pelo dilúvio bíblico. Apesar de crer que a Terra podia ser muito antiga, acreditava que Deus havia criado a vida "por um poder que eu não posso nem imitar nem compreender", e que logo interveio constantemente em Sua obra, talvez através de catástrofes geológicas e adaptações biológicas. Opôs-se aos longos éons de tempo de Hutton, e rejeitou a mudança longa e gradual de Lyell, pois dizia que ela era uma negação direta do Antigo Testamento, e mecanicista, sem Deus. Porém, tampouco aceitava os geólogos "mosaicos" porque dizia que distorciam achados geológicos para acomodá-los a "suas interpretações ingênuas de interpretações literais". Ele considerava que, se houvesse dificuldades religiosas com as conclusões da geologia, a verdade não deveria ser distorcida para adaptá-la à crença.
Sedgwick manteve um relacionamento próximo com Charles Darwin quando em 1831 Darwin o ajudou no trabalho de campo ao norte de Gales. Quando Darwin fez sua famosa viagem no Beagle ao redor do mundo, enviou amostras da América do Sul a Sedgwick para análise, e também Sedgwick leu alguns dos trabalhos de Darwin na Sociedade Geológica de Londres. No entanto, quando a teoria da transmutação das espécies foi publicada de forma anônima por Robert Chambers em 1844, Sedgwick se opôs à teoria e a apelidou de "pílula de arsênico folhada a ouro". Logo, em 1859, quando Darwin publicou "A Origem das Espécies", Sedgwick se desgostou e ficou muito desiludido com Darwin. Opôs-se à teoria por ela levar a um "mecanicismo amoral e materialista", e previu o desenvolvimento de um materialismo desumano solapando a responsabilidade pessoal. Possivelmente foi o opositor mais sério do livro "A Origem das Espécies". Depois de ler o livro, escreveu uma carta a seu amigo Darwin, em 24 de novembro de 1859, dizendo que "o li com mais dor que prazer". Indicou que "admirou grandemente" partes do livro, porém, outras partes leu "com grande pesar porque creio que são completamente falsas e gravemente perigosas". Sedgwick admitiu que existiam desenvolvimentos na natureza, porém enfatizou que "há uma parte moral ou metafísica da natureza, da mesma forma como há uma parte física. Um homem que nega isto está profundamente afundado no lamaçal da insensatez". Expressou que sentia que Darwin houvesse feito o maior esforço para quebrar o vínculo entre o material e a moral. "Se esse elo se quebra, no meu conceito, a humanidade sofrerá um dano que pode brutalizá-la, e afundar a raça humana num grau de degradação mais baixo do que qualquer grau em que jamais tenha caído".
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