서영주는 초등학교 3학년 때 길거리 캐스팅되어 연기를 시작한 배우로, 2011년 MBC 드라마 '내 마음이 들리니'에서 남궁민의 아역 봉마루 역을 맡으면서 중학생이라고 믿기 힘든 성숙한 외모와 뛰어난 감정 연기로 주목받기 시작했다. 이듬해 2012년 영화 '범죄소년'에서 장지구 역으로 국제 영화제의 최연소 남우주연상을 수상하며 조기에 연기력을 검증받았고, 이후 김기덕 감독의 '뫼비우스', 김지운 감독의 '밀정' 등 다양한 영화와 드라마에 출연했다. 어린 나이부터 성숙한 카리스마와 진중한 연기로 인상적인 아역 배우로 평가받아 왔으며, 연극과 영화를 오가며 꾸준한 활동을 이어가고 있다. 2025년 한란에서 이철 역을 맡았다. 2024년 베테랑 2에서 Fake Haechi 역을 맡았다. 2024년 비긴즈 유스에서 김도건 역을 맡았다.