Bürsin, 4 Haziran 1987 tarihinde İstanbul'da dünyaya geldi. İskoçya (Edinburgh), Endonezya (Medan, Cakarta), Birleşik Arap Emirlikleri (Abu Dabi, Dubai), Türkiye (Ankara, İstanbul), Malezya (Kuala Lumpur), ABD (Teksas, Boston, Los Angeles) gibi ülkelerde yaşadı. 1999 yılında henüz 12 yaşındayken ailesiyle ABD'ye yerleşti.
Üniversite eğitimini oyunculuk üzerine alarak Emerson College'ın pazarlama iletişimi bölümünden mezun olan Kerem Bürsin, ABD genelindeki liseler arası tiyatro yarışmasında en iyi erkek oyuncu seçildi. Çeşitli reklam filmlerinde yer aldı.
Bürsin 2013-2014 yılları arasında Kanal D'de yayınlanan "Güneşi Beklerken" adlı dizide "Kerem Sayer" ve son bölümlerde ortaya çıkan yüzü deforme ikizi "Güneş Sayer" karakterleri ile tanındı. Çağan Irmak filmi Unutursam Fısılda'da müzisyen Erhan'ı canlandırdı. Şeref Meselesi dizisinde "Yiğit Kılıç" karakterini oynadı ve aynı karakterle "Ulan İstanbul" dizisine konuk oyuncu oldu. Yapımcı Roger Corman'ın Sharktopus ve Palace of the Damned televizyon filmlerinde, bazı bağımsız filmlerde ve kısa filmlerde rol aldı. 2020-2021 yılları arasında FOX'ta yayımlanan Sen Çal Kapımı dizisinde Serkan Bolat karakterini üstlenerek Hande Erçel ile birlikte başrolü paylaştı. Oyuncunun 1,79 boyunda olduğu biliniyor.