Sten Byriel studierte an der Musikakademie Aarhus und an der Königlichen Opernakademie in Kopenhagen. Seit der Saison 1985/86 ist er Ensemblemitglied der Königlichen Oper in Kopenhagen, wo er 1985 als Papageno debütierte und des weiteren als Guglielmo (Così fan tutte), Leporello (Don Giovanni), Osmin (Die Entführung aus dem Serail), Escamillo (Carmen), Dulcamara (L'elisir d'amore), Colline (La bohème) und Großinquisitor (Don Carlo) zu sehen war. 1989 gastierte er erstmals an der Wiener Volksoper als Figaro (Le nozze di Figaro). Weitere Auftritte hatte er u.a. an der Berliner Staatsoper Unter den Linden, der Deutschen Oper Berlin, am Théâtre du Châtelet sowie an der Vlaamse Opera. Zu seinen Partien gehören darüber hinaus u.a. Autor (Komödie ohne Titel), die männliche Hauptrolle in Schönbergs Von heute auf morgen, Sir Morosus (Die schweigsame Frau), La Roche (Capriccio), Klingsor (Parsifal), Tierbändiger/Athlet (Lulu), Alberich (Der Ring des Nibelungen) sowie Ochs (Der Rosenkavalier). Partie an der Bayerischen Staatsoper: Orest (Elektra).