Agrégé et docteur en histoire (Université Paris 4), Sébastien Fray a enseigné quatorze ans dans le secondaire avant de devenir Maître de conférences en histoire du Moyen Age à l'Université Jean Monnet (Saint-Eti-enne). Il est rattaché au Centre Européen de Recherche sur les Congrégations et les Ordres Religieux (CERCOR), antenne stéphanoise du Laboratoire d'Etude des Monothéismes (LEM, UMR CNRS 8584).
Membre du comité scientifique du colloque d'Is-soire, du PCR sur la Chaise-Dieu et de celui sur Saint-Géraud d'Aurillac, il est également en charge des Fasti ecclesiae gallicanae pour le diocèse du Puy. Ses recherches portent pour l'essentiel sur les relations entre aristocratie et communautés monastiques dans le Massif central (IX.' -XIIIe siècles) à partir de l'examen croisé des cartulaires (chartes et notices) et des documents hagiographiques (vies de saints, récits de miracles).
Il s'intéresse aussi à la question des régimes d'historicité en milieu régulier (fiesta abbatum en particulier).