김성렬 교수는 서울대학교에서 토목공학 학사 및 석사학위를 취득하고, 지반공학을 전공하여 지구환경시스템공학 박사학위를 취득하였다. 이후 서울대학교 공학연구원과 미국 University of Colorado Boulder에서 박사후연구원으로 근무하였으며, 2005년 동아대학교 토목공학과 교수로 부임하였다. Florida State University 방문교수를 거쳐 2017년 서울대학교 건설환경도시공학부에 부임하였으며, 현재 교수로 재직하고 있다.

주요 연구 분야는 기초공학, 지반구조물 내진설계, 지반–구조물 상호작용, 해양지반공학 및 연약지반공학으로, 수치해석과 말뚝재하시험, 진동대시험, 원심모형실험 등을 통해 다양한 기초구조물의 정적·동적 거동을 연구해 왔다. 특히 석션버킷 및 말뚝기초의 지지거동, 연약지반 기초의 안정성, 지반 액상화에 따른 얕은기초 침하를 비롯하여, 최근에는 지하구조물의 내진설계, 대구경 모노파일과 트라이포드 석션버킷 등 해상풍력 기초의 성능 및 지반설계정수 평가, 해양구조물 계류 앵커의 지지거동과 설계기술 개발에 중점을 두고 있으며, 이를 통해 육상 및 해양 인프라의 안전하고 합리적인 기초 설계기술을 확립하는 것을 목표로 하고 있다.