Interprete semi-sconosciuto dal fascino ambiguo ed accattivante, Kel O'Neill debutta nel sensuale romance Xx/Xy al fianco di Mark Ruffalo, nonché delle bellissime Maya Stange e Kathleen Robertson.
Dopo esser stato scritturato nel dramma The Orphan King, il promettente giovane si fa notare nei panni del delinquentello "figlio di papà" in Domino, allucinante lungometraggio di Tony Scott.
Nel 2006 compare nel cast dell'amaro Stephanie Daley accanto all'androgina Tilda Swinton.
Nello stesso anno, indossa le sconcertanti vesti dell'invasato hacker Douglas Zieglar nell'onirico horror Pulse: qui l'attore costituisce, senza alcun dubbio, il miglior colpo di scena di una pellicola pressoché mediocre.
Presto lo rivedremo nel nuovo prodigio visivo di Julie Taymor: Across the Universe.
Questo ragazzo dalle notevoli attitudini artistiche ha un fratello anch'esso inserito nel mondo dello showbiz: Kramer O'Neill.