Sullenberger tiene una larga historia de servicio. Se graduó de la Academia de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y se desempeñó como piloto de combate en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Avanzó hasta convertirse en líder de vuelo y oficial de entrenamiento, alcanzando el rango de capitán. Durante su servicio activo, estuvo estacionado en América del Norte y Europa. Después de servir en la Fuerza Aérea, en febrero de 1980 se convirtió en piloto de línea aérea con Pacific Southwest Airlines, luego adquirida por US Airways, hasta su retiro de los vuelos comerciales en marzo de 2010. Todavía vuela de forma privada.
Sullenberger fue un activo y ferviente defensor de la seguridad a lo largo de su carrera de cuatro décadas. Fue seleccionado para realizar tareas de investigación de accidentes para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y se desempeñó como representante de la Asociación de Pilotos de Líneas Aéreas (ALPA) durante una investigación de accidentes de la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte. Además, Sullenberger se desempeñó como presidente local de seguridad aérea para ALPA y fue miembro de uno de sus comités técnicos nacionales, donde contribuyó a la creación de una circular de asesoramiento de la Administración Federal de Aviación. También jugó un papel decisivo en el desarrollo e implementación del curso de gestión de recursos de la tripulación utilizado por US Airways, y enseñó el curso a cientos de miembros de la tripulación de otras aerolíneas.
Después de registrar más de 20.000 horas de tiempo de vuelo, Sullenberger se hizo famoso internacionalmente el 15 de enero de 2009 cuando él y su tripulación guiaron con seguridad el vuelo 1549 de US Airways a un aterrizaje de emergencia en el agua en el gélido río Hudson de la ciudad de Nueva York, durante lo que se ha llamado el “Milagro en el Hudson. Los dos motores del Airbus A320 habían perdido potencia tras el impacto de un pájaro. Sullenberger y su tripulación recibieron elogios internacionales por sus acciones ese día, incluida la aprobación de una resolución del Congreso que reconoce su valentía. Sullenberger ocupó el segundo lugar en la lista de los “100 héroes e íconos más influyentes de 2009” de TIME y recibió la Legión de Honor francesa.