Sebastian Tilch studierte Biologie auf Diplom an der Universität Würzburg und Freien-Universität Berlin mit Schwerpunkt der Insekten-Pflanzen-Interaktionen und chemischer Ökologie. Ein weiterer Schwerpunkt war das Fach Umweltmanagement, u.a. mit Umweltpolitik am Lehrstuhl von Martin Jänicke. Seine Forschungsarbeit zum Diplomtitel führte er im Nationalen Zentrum für biologische Schädlingsbekämpfung in Tecomán/Mexiko durch. Parallel dazu arbeitete er an einer Karriere als Rockmusiker.
Die Verbindung beider Interessen, der kreativen und der für die Naturwissenschaften, führte über die Arbeit als Werbetexter bei einer großen Agentur zum jetzigen Beruf des Wissenschaftsjournalisten. Nach einem Zusatzstudium „Wissenschaftsjournalismus“ an der FU-Berlin führte der Weg zum Fernsehen.
Sebastian Tilch arbeitete mehrere Jahre als freiberuflicher Autor für verschiedene Wissenssendungen wie 3sat nano, VOX Wissenshunger aber auch ZDF Frontal21 und das norwegische Fernsehen NRK. Darüber hinaus schrieb er Wissenschaftsgeschichten für verschiedene deutsche und schweizer Zeitungen wie den Berliner Tagesspiegel, den Rheinischen Merkur u.a. und arbeitete als Redakteur für einen Online- Fernsehsender. Weitere Erfahrungen in der Wissenschaftskommunikation sammelte er bei einer Agentur, die sich auf Wissensvermittlung durch interaktive Exponate spezialisiert hat. Dies brachte ihm 2012 auch einen Preis des Deutschen Stifterverbandes Wissenschaft für interaktive Vermittlung von Ökosystemdienstleistungen ein.
Von 2009 bis 2018 arbeitete er am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung UFZ in Leipzig im Projekt Netzwerk-Forum zur Biodiversitätsforschung Deutschland, anschließend bis Frühjahr 2023 als Referent für Presse und Öffentlichkeit am Deutschen Institut für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena- Leipzig. Aktuell arbeitet Sebastian Tilch als Fachredakteur in der Nationalparkverwaltung Harz in Wernigerode und schreibt weiterhin für das DBU-geförderte Projekt NeFo.