A Pennsylvania államban fekvő Pittsburgh-ben született az Egyesült Államokban. Fiatal korától a színészet érdekelte, először ifjú színházlátogatóként, majd amatőr színjátszóként élt hobbijának. 11 éves korában (1988) már a helyi zenés színházi társulattal a Pittsburgh City Light Operával lépett fel.[3] Középiskolai éveiben is elismerték tehetségét – Gene Kelly-díjjal jutalmazták a Pirates of Penzance színdarab egyik szerepéért.[4] Quinto mindenképpen a színészi pályán akart maradni, így miután 1995-ben befejezte a Central Catholic Gimnáziumot a Carnegie Mellon Egyetemen tanult színjátszást, ahol 1999-ben szerzett diplomát.[5]
2004-ben megkapta Adam Kaufman terrorista-elhárító elemző visszatérő szerepét a 24 című akciósorozatban. A sorozat 3. évadja során egy kivételével az összes epizódban feltűnt, a 4. évadban azonban már nem volt jelen.[3]
A 2005-ös idényben néhány, a rövidéletű Twins (2006) vígjátéksorozatban és a Blind Justice (2005) című drámában eljátszott mellékszerep után, 2006-ban Quinto főszerepet kapott a So NoTORIous című sorozatban, amelynek cselekménye Tori Spelling életén alapult. Ez a sorozat azonban gyenge nézettsége miatt a 10 epizódos első évad után eltűnt a képernyőről.
Quinto igazán ismertté akkor vált, amikor megkapta a 2006-ban debütáló Hősök sorozatgyilkosának, Sylarnek visszatérő szerepét. Ezzel a szereppel hamar a televíziózás egyik legnépszerűbb „gonoszává” és a sorozat cselekményének egyik központi figurájává vált. Quinto a 2. évadban már főszereplőként vesz részt.[3][6]
A sok tv-szerep után a moziban is láthattuk, ugyanis a J. J. Abrams rendezte XI. Star Trek mozifilmben megkapta Spock szerepét.