Sean Doherty wurde als Junior von Algis Shalna trainiert.[1] Seitdem er acht Jahre alt war betrieb er Skilanglauf, mit dem Biathlonsport begann er 2008. National gewann Doherty bei den US-Meisterschaften im Rollski-Biathlon 2009 in Jericho im Verfolgungsrennen hinter Ethan Dreissigacker die Silbermedaille bei der Jugend. Es waren zugleich die Nordamerikameisterschaften. Sein internationales Debüt gab er bei den Juniorenweltmeisterschaften 2011 in Nové Město na Moravě, wo er 65. des Einzels, 50. des Sprints, 37. der Verfolgung und 12. mit der US-Staffel wurde. Ein Jahr später wurde Doherty in Kontiolahti 26. des Einzels, 13. in Sprint und Verfolgung sowie 15. mit der Staffel. Bei den Olympischen Jugend-Winterspielen 2012 in Innsbruck gewann er mit Anna Kubek, Heather Mooney und Patrick Caldwell die Bronzemedaille in der Skilanglauf- und Biathlon-Mixed-Staffel. Nächstes Großereignis wurden die Juniorenweltmeisterschaften 2013 in Obertilliach. Im Einzel musste er sich einzig Aristide Bègue, im Sprint nur Fabien Claude geschlagen geben. In der Verfolgung gewann er den Titel. Es war nach dem Titelgewinn von Jay Hakkinen 1997 erst der zweite Gewinn eines Titels bei Junioren-Weltmeisterschaften für einen US-Amerikaner. Mit Jordan McElroy und Jakob Ellingson erreichte er im Staffelwettbewerb Platz neun. Bei den Juniorenrennen der Europameisterschaften 2013 in Bansko wurde er 36. des Einzels, 29. des Sprints, 26. der Verfolgung und Mixed-Staffel-Zehnter. Noch besser als die Titelkämpfe 2013 verliefen für Doherty die Juniorenweltmeisterschaften 2014 im heimischen Presque Isle. Er gewann die Titel in Sprint und Verfolgung, jeweils vor Marco Groß und Dmitri Schamajew, einzig im Einzel musste er sich Jaroslaw Kostjukow geschlagen werden und lief auf den zweiten Rang. Mit der Staffel wurde er gemeinsam mit Paul Thomas Everett und Brian Halligan Fünfter.
Im Erwachsenenbereich debütierte Doherty 2012 im IBU-Cup in Idre und wurde 73. eines Sprints. Erste Punkte gewann er ein Jahr später an selber Stelle als 39. Gegen Ende der Saison 2012/13 folgte auch das Debüt im Biathlon-Weltcup. Höhepunkte der Karriere war die Teilnahme an den Olympischen Winterspielen 2014 von Sotschi, 2018 von Pyeongchang und 2022 von Peking. Mit seinem Einsatz im Jahr 2014 im Staffelrennen an der Seite von Lowell Bailey, Russell Currier und Leif Nordgren wurde er im Alter von 18 Jahren zum jüngsten olympischen Biathleten der US-Geschichte. Mit der Staffel belegte er den 16. Platz. Eine angestrebte bessere Platzierung verhinderte eine misslungene Schießeinlage von Russell Currier, aus der drei Strafrunden resultierten. Zur Saison 2014/15 wurde Doherty in den X-Kader des US-Nationalteams berufen.
Die Tabelle zeigt alle Platzierungen (je nach Austragungsjahr einschließlich Olympische Spiele und Weltmeisterschaften).
- 1.–3. Platz: Anzahl der Podiumsplatzierungen
- Top 10: Anzahl der Platzierungen unter den ersten zehn (einschließlich Podium)
- Punkteränge: Anzahl der Platzierungen innerhalb der Punkteränge (einschließlich Podium und Top 10)
- Starts: Anzahl gelaufener Rennen in der jeweiligen Disziplin
- Staffel: inklusive Mixed- und Single-Mixed-Staffeln
| Platzierung
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Einzel
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Sprint
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Verfolgung
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Massenstart
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Staffel
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Gesamt
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| 1. Platz |
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| 2. Platz |
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| 3. Platz |
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1 |
1
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| Top 10 |
|
|
1 |
|
22 |
23
|
| Punkteränge |
11 |
35 |
25 |
7 |
61 |
139
|
| Starts |
22 |
69 |
45 |
7 |
61 |
204
|
| Stand: nach der Saison 2022/23
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Ergebnisse bei Olympischen Winterspielen:
Vereinigte Staaten
| 
Sotschi
Pyeongchang
Peking