İstanbul'da doğdu. Mekteb-i Hukuk müderrislerinden ve Adliye nazırlarından Mehmed Celâlettin Bey'in oğludur. İstanbul Numûne-yi Terakkî İdâdîsi'ni bitirdikten sonra 1908-1909 yılları arasında Mekteb-i Hukuk'a devam etti, Devlet Yüksek Öğrenim Bursluluk Sınavı'nı kazanarak lise ve üniversite eğitimi için Fransa'ya gönderildi. Lycée Louis-Le-Grand (1909-1910), Ecole Normale d'Auteuil (1910-1911) kurumlarında eğitim aldı. Yüksek öğrenimini iki yıllık erkek öğretmen okulu olan Ecole Normale Supérieure de Saint Cloud'da (1911-1913) tamamladı. Aynı dönemde Sorbonne Üniversitesi'nde E. Durkheim'ın pedagoji derslerine devam etti.

1913 yılında yurda döndü ve Adana Dârülmuallimîni müdürlüğüne atandı. 1925 yılı Mart ayına kadar sırasıyla Kasımpaşa Numune Mektebi müdürlüğü, Erenköy Zükûr Numune müdürlüğü, İstanbul Erkek Lisesi Fransızca öğretmenliği, Galatasaray Lisesi öğretmenliği, Nişantaşı Kız Lisesi müdürlüğü, İstanbul Kız Lisesi terbiye-yi etfal öğretmenliği, Bezmiâlem terbiye-yi etfal öğretmenliği, Yüksek Öğretmen Okulu Fransızca öğretmenliği, İstanbul Kız Lisesi felsefe öğretmenliği görevlerinde bulundu.

1919 yılında Türkiye İşçi ve Çiftçi Sosyalist Fırkası'na üye olarak önce Kurtuluş, 1921'den itibaren de yazı işleri müdürü olduğu Aydınlık gibi dönemin sol siyasetinin önemli dergilerinde Orhan takma adıyla yazılar yayımlamaya başlamıştır. İlk sosyalist/solcu aydınlar kuşağının önde gelenleri arasında gösterilen Sadrettin Celal, derginin daha çok eğitim ve kültür konularıyla ilgilenmiştir. Cumhuriyet yönetimini burjuva milliyetçiliği ile suçlayan yazıları ile diğer siyasî görüşleri ve faaliyetlerinden dolayı yedi yıl hapse mahkûm edilmiştir. 1925-1926 yıllarında on sekiz ay tutuklu kaldıktan sonra gelen afla, bir daha siyasetle uğraşmamayı taahhüt ederek mahkumiyeti son bulmuştur.

 1926 yılından itibaren eğitim sorunlarını sistemsel ve pedagojik yönleriyle ele aldı. 13 Kasım 1926 tarihinde Maarif Vekâleti Talim ve Terbiye mütercimliği görevine getirildi. Hapisteyken Türkiye'de maarifin nasıl geliştirilmesi gerektiğini ele alan on senelik bir taslak program hazırlamıştır. Oldukça ayrıntılı 111 sayfalık bu çalışma Maarif Vekâleti Mecmuası'nın 7. sayısında "Maarif Teşkilatı Hakkında Bir Layiha" başlığı ile isimsiz yayımlandı. Taslak, pedagojik, toplumsal ve ekonomik ihtiyaçları da göz önüne alarak maarifin geliştirilmesine odaklanmış, eğitim teşkilatı, kademeler arası geçiş, öğretmen yetiştirme, yükseköğretim sistemi, maarifte eşitlik, iş mektebi-üretici mektep, politeknik eğitim ve Decroly sisteminin Türkiye okullarında uygulanması gibi konular üzerinde durmuştur. Bu taslak programın Mustafa Necati'nin Maarif vekilliği döneminde (1925-1928) eğitimde eşitlik, mektep müzeleri, maarif eminlikleri, meslekî eğitim gibi konularda yapılan faaliyetlere esin kaynağı olan uzman raporlarından biri olduğu değerlendirilmektedir.

1926 yılında dönemin ünlü eğitimcilerinden É. Claparède'in önsözüyle A. Hamaide'nin La Méthode Decroly eserini Decroly Usulü adıyla Türkçe'ye kazandırdı. Maarif Vekâleti tarafından basılan kitap XX. yüzyılın başlarında Avrupa'da öğrenci merkezli eğitimi önceleyen, toplu tedris ve ilgi merkezi kavramlarını vurgulayan yeni eğitim hareketinin önemli temsilcilerinden biri olan Decroly'nin geliştirmiş olduğu yöntemleri ve Ermitage deneysel okulunu ele alıyordu. Bu tercümeye Sadrettin Celal'in yazdığı "Kitaba Başlamazdan Evvel" başlıklı kısmında otuz bir sayfalık giriş yazısı kendi başına Avrupa'daki yeni pedagoji cereyanlarını, yeni eğitim, etkin okul, iş okulu hareketini karşılaştırmalı olarak işleyen değerli bir eser olarak kabul edilebilir. Eserde üzerinde durulan öğrenci merkezlilik, derslerin birbiriyle ilişkilendirilmesi anlamında toplu tedris, kişisel ilgilerinden hareket edilerek öğrenciyi faal kılan iş okulu kavramları ve ilkeleri 1926 ilkokul programı ile beraber Türk eğitim sisteminde uygulamaya girmiştir. Bu programın uygulanması, desteklenmesi ve değerlendirilmesinde Mustafa Rahmi Balaban, İsmail Hakkı Tonguç, Nâfi Atuf Kansu, İsmayıl Hakkı Baltacıoğlu gibi eğitimcilerin yanında Sadrettin Celal Antel'in de önemli katkıları olmuştur. 

Sadrettin Celal bundan sonraki pedagoji çalışmalarında da yeni eğitim akımının temsilcilerini, yöntemlerini Türk eğitim sistemine uygulamayı hedefleyen birçok akademik yayın, ders kitabı, hikâye kitabı ve ders materyali hazırladı. Maarif Vekâleti'ndeki mütercimlik görevini takiben 1927 yılında önce İstanbul Kız Öğretmen Okulu yurttaşlık bilgisi ve psikoloji ve pedagoji öğretmenliği, ardından İstanbul Yüksek Erkek Öğretmen Okulu psikoloji ve pedagoji öğretmenliği görevini sürdürdü. Bu görevleri icra ederken en önemli eserleri sayılabilecek Pedagoji (1929), Yeni Terbiye ve Tedris Tekniği (1931) ve Test Usulü (1932) kitaplarını yazdı. Sadrettin Celal eserlerinde eğitimi toplumsal, ekonomik, psikolojik yönleriyle bütünsel olarak değerlendirmiştir. Bütün pedagojik faaliyetlerine ve yazılarına Alman reform pedagojisi/yeni eğitim ve ilerlemeci eğitim hareketi ve temsilcilerinin yön verdiği belirgin bir biçimde görülmektedir.

Pedagoji adlı kitabını muallim mekteplerinin son sınıflarında okutulmak üzere hazırlamıştır. Yeni harflerle basılan ilk pedagoji eseri olarak kabul edilebilecek bu kitapta terbiye olgusu ve ortaya çıkışı, ilkel ve gelişmiş toplumlarda terbiye, mektep müessesesinin teşekkülü, terbiyenin gayesi, konusu, vasıtaları, teknikleri, pedagojinin ortaya çıkışı, amelî, felsefî ve ilmî pedagoji süreçleri gibi eğitim bilimlerinin gelişim süreci ve temel kavramları, eğitim bilimi ve öğretmen ilişkisi üzerinde durmuştur.

Yeni Terbiye ve Tedris Tekniği kitabında tedris ve terbiye tekniğinin bilimsel esaslara uygun olmasını önemle vurgulamıştır. Burada ele alınan yazıların tamamı sosyal-Darwinistçi bir düşüncenin sonucu olarak ortaya çıkan işlevsel ruhiyat (uf'ulevî psikoloji) ve terbiye esaslarından ilham almıştır. Kitapta eğitim, psikoloji ve psikiyatri arasındaki ilişkiler vurgulanmıştır. Eğitimin disiplinler arası çalışmalarla beraber nasıl bilim haline geldiğini anlamak açısında bu kitabın rehber niteliğinde olduğu söylenebilir. Sadrettin Celal bu eserinde Türkiye'deki uygulamaları da ele almıştır. Kendisinin de tanıtıcısı ve savunucusu olduğu toplu tedris tekniğinin 1926 yılından itibaren Türkiye ilkokul programlarında yer alan uygulamalarını eleştirerek çözüm önerileri sunmuştur. Ona göre toplu tedris esaslarına göre işleyen uygulama okulu eksikliği, muallimlerin hazırlıksızlıklarından kaynaklanan hatalı uygulamalar toplu tedris ilkesinin uygulanmasında karşılaşılan zorlukların en temel sebebidir. En büyük sorun ise toplu tedris uygulamalarının faal mektep ilkelerine dayanmamasından kaynaklanmaktadır. Faal mektep prensibine dayanmadan yapılan uygulamaların toplu tedris değil, toplu takrir olduğunu belirtir. Ona göre faal okuldaki faaliyet, ihtiyaca karşılık gelen ve içten gelen bir istekle hareket eden bir kişinin yaptığı bir fiildir. Hem Türkiye hem de yurt dışında faal mektep prensiplerinin yanlış anlaşıldığını, çocukların devamlı iş yaptığı, el işi ve çıraklığı telkin eden iş mektebinin faal mektep olarak algılanamayacağını vurgulamıştır. Ardından toplu tedris ve faal okul kavramlarını nazarî ve uygulamalı örneklerle anlatmıştır.

Yüksek Öğretmen Okulu pedagoji muallimiyken verdiği bir diğer eser Test Usulü, çok yeni olan eğitimde test alanını Türkiye'de öğretmenlere tanıtmak gibi önemli bir misyona sahiptir. Bu kitap yazıldığında eğitimde testlerin sadece otuz senelik bir tarihî geçmişi vardır. İbrahim Alâeddin (Gövsa) tarafından Türkçe'ye Çocuklarda Zekânın Mikyası (1914) adıyla tercüme edilen Binet ve Simon zekâ testi ve Mehmet Naci (Ecer) tarafından çevrilen G. Vermeylen'in Pedagojide Test Usulü, Vermeylen Testleri (1932) alandaki ilk kitap örnekleridir. O dönemde Türkiye'de dar bir çevrede test uygulamaları yapılmaktadır ve öğretmenlerin büyük bir çoğunluğu test usulünden haberdar değildir. Amerika'da hızla yayılan test uygulamalarına karşın Fransa'da testlere şüpheli yaklaşımlar bulunmaktadır. Dolayısıyla testler konusunda soru işaretlerinin olduğu bir dönemde Türkiye'de bu konunun ele alındığı bir kitap yazarak önemli bir ihtiyacı karşılamıştır. Sadrettin Celal testlerin insan kabiliyetlerini çabuk, kolay ve doğru tanımak için çok kıymetli ve objektif bir tetkik ve teşhis vasıtaları olduğunu belirtmiş ve çocukları tanımak için test usulünün önemine vurgu yapmıştır. Test usulünün gelişimini, önemini, türlerini anlattığı kitabında Binet ve Simon Zekâ Testleri, Zümre testleri ve Bilgi testleri hakkında malumat vermiş, bu testlerin olumlu olumsuz taraflarına da değinmiştir.

Sadrettin Celal Yüksek Öğretmen Okulu öğretmenliği sürecinde Maarif Vekâleti'nin izniyle İstanbul'da Sultanahmet Tavukhane sokakta bulunan beş sınıflı 44. İlkokul'u "deneme okulu" (pilot) yapmıştır. Bu deneme okulunda faal mektep prensiplerini, toplu tedris uygulamalarını hayata geçirmeye çalışmıştır. 1935 Ağustosunda Brüksel'de toplanan Uluslararası Eğitim Kongresi'nde İstanbul 44. İlkokul (deneme okulu) talebesinin etkinliklerini gösteren bir sergi açmış ve kongrede "İlkokulların Kalabalık Sınıflarında Uygulanabilen Bir Öğretim Tekniği" başlıklı bildirisini sunmuştur.

Sadrettin Celal Antel 29 Aralık 1936 tarihinde İstanbul Üniversitesi pedagoji profesörlüğü görevine atanmıştır. 1937'de İstanbul Üniversitesi Pedagoji Enstitüsü'nün kurulmasına ve işleyişine önemli katkılar vermiştir. Pedagoji Enstitüsü'nde Almanya'dan gelen W. Peters ile Mustafa Şekip Tunç, Mümtaz Turhan, Sabri Esat Siyavuşgil ve Refia Şemin'den oluşan bir kadro ile beraber çalışmıştır. Fakültedeki odasında kalp krizinden vefat ettiği 12 Şubat 1954 tarihine kadar bu görevine devam etmiştir. Yüksek Öğretmen Okulu öğretmeni iken uygulamalarını yaptığı 44. İlkokul'da çalışmalarını da sürdürmüştür. İstanbul Üniversitesi Pedagoji Enstitüsü'nde yürütülen birçok araştırmanın uygulamaları da bu okulda yapılmıştır.

İstanbul Üniversitesi Pedagoji Enstitüsü'nde Türk eğitim tarihi, terbiyevî istatistik, terbiyede ölçü ve didaktik derslerini vermiştir. Didaktik dersinin notlarını Umumi Didaktik (1948-1952) adıyla yayımlamıştır. Bu eserinde bireyselleştirilmiş öğrenim üzerinde durmuştur. Eğitimde araştırma yapanlara rehber olması amacıyla Terbiyede Ölçü (1954) kitabını yayımlamıştır. Öğrencilerin İstanbul Üniversitesi'nde her bölüme seçilerek alınmalarını sağlayan "tercih yoklamaları" sınavlarının ilk uygulamasını hayata geçirmiştir. Mektebi Randıman Testi (1931), İlk Tahsil Randıman Testi (1931), Decroly Netice-Sebep Testi (1933) gibi testler geliştirmiş, Terman Testi'nin (1934) ve Ballard Testi'nin (1943) adaptasyonunu yapmıştır. Bu testler Pedagoji Enstitüsü'nde sürdürülen araştırmalarda ve yapılan tezlerde kullanılmıştır.

J. Dewey ve E. Dewey'in Schools of Tomorrow eserini Yarının Mektepleri (1938) adıyla Türkçe'ye tercüme etmiştir. Tan gazetesinde çeşitli maarif meseleleri üzerine yazdığı makalelerin bir kısmını kendisinin de iştirak ettiği Maarif Şûrası vesilesiyle Maarifimiz ve Meseleleri (1939) adlı kitapta toplamıştır. Bu kitapta Türk eğitim sistemine yönelik tespit ve önerilerde bulunmuştur. 1930'ların başında ilk muallim mekteplerinin lise teşkilatı içine alınması çalışmalarını öğretmen eğitiminin ihmal edilebileceği gerekçesiyle desteklememiş ve muallim mekteplerinin müstakil bırakılması gerektiğini savunmuştur. Öğretmenlere yönelik toplu tedris eğitimlerinin teorik seviyeden çıkmasını ve Maarif Vekâleti'nin çalışmalarını amelî faaliyetlere yoğunlaştırmasını tavsiye etmiştir. Bu amaçla öğretmenlerin faydalanması için derslerini daha çekici hale getirecek, oyunlaştırarak çocuğun ilgisini çekerek onu aktif kılacak ders materyalleri hazırlamıştır. Bu otodidaktik materyallerle çocuğun faaliyet içerisinde kendi kendine öğrenmesini hedeflemiştir.

1940'ta Maarif Vekâleti tarafından Tanzimat'ın 100. yılı için hazırlanan kapsamlı eserin eğitimle ilgili kısmını Sadrettin Celal Antel kaleme almıştır. "Tanzimat Maarifi" başlıklı bu yazıda Antel, Osmanlı eğitim sistemini kısaca ele aldıktan sonra devletin inkırazında en büyük mesuliyet sahibi müessese olarak medreselerin tedris sistemini görmüştür. Tanzimat reformlarını sert bir şekilde eleştirirken, bu dönemdeki reformcuların Avrupa zihniyetini ve metodunu, ilim ve tekniğini memlekete sokmadığını, dolayısıyla da Tanzimat'ın Türkiye için hakiki bir rönesans olmadığını belirtmiştir. Ona göre bunun en büyük sebebi "dinî taassup"tur. Tanzimat dönemi eğitim reformlarının "mütereddit, plansız ve tezatlarla dolu" olduğunu belirten Antel, Tanzimat'ın maarif sahasında yaptığı en mühim ve hayırlı icraatın Maârif-i Umûmiye Nizamnamesi'ni tanzim etmek olduğunu ifade etmiş ve yazının geniş kısmını adı geçen nizamnameyi tanıtmaya ayırmıştır. Osmanlı eğitim sistemine ve medreseye dair kapsamlı ve yaygın etkisi yüksek yazılardan biri olarak görülebilen "Tanzimat Maarifi" başlıklı yazı, geniş çevreler tarafından uzun yıllar referans kabul edilmiştir. Böylece başta medreseler olmak üzere, geleneksel eğitime ve Tanzimat maarif reformlarına menfî algının ilk akla gelen kaynaklarından biri haline gelmiştir.

"Bilhassa muallim için en büyük acz; dün yaptığını bugün ve yarın, mekanik bir surette aynen tekrar etmektir" diyerek öğretmenlik mesleğinin dinamik ve yenilenen yapısına vurgu yapmış, bütün kademe öğretmenlerinin üniversite seviyesinde eğitim alması gerektiğini savunmuştur. Eğitimde bilimsel ve rasyonel düşüncenin değeri üzerinde önemle durmuştur. Bununla beraber öğretmenlik mesleğinin bilimsel olduğu kadar sanatsal yönünün de olduğunu, ilmî ve fikrî meziyetlerin yanında mürebbide ahlakî ve bedenî vasıfların da geliştirilmesini, çocuk yetiştirenler için en gerekli olan vasıfların sevgi, sabır ve tahammül olduğunu belirtir. Okulun bilgiden çok zekâyı ortaya çıkaracak faaliyetler içinde olması gerektiğini vurgular.

Antel çocuklar için de tercüme ve telif eserler de kaleme almıştır. Tarihin Küçük Kızları (1930), Mektep Piyesleri (1930), En Güzel Hikâyeler (1930), Faydalı Bilgiler (1930), Bir Muhteriin İlk Adımları (1930) adlı kitapları ve Bizim Mecmua dergisini yayımlamıştır. Bu yayınlarda araştırmanın, okumanın, denemenin, çalışkanlığın, sabrın, azimkârlığın önemi, ahlak, iş bölümü, kadının kuvveti, ayyaşlığa karşı koymak, devletin işleyişi, kanunlar, medenî terbiye, içtimaî nezaket kurallarını konu alan hikâyeler ve anlatımlarda bulunmuştur. İdeal bulduğu yaşam tarzlarını basit, sade ve akıcı bir dille ve tarihten örneklerle çocuklara ulaştırmaya çalışmıştır. Antel'in hayatı, eserleri, siyasî ve pedagojik mücadeleleri ve Türk eğitim sistemine katkıları üzerine kapsamlı bir çalışmanın yapılmadığı görülmektedir.