ジュリアード音楽院卒業。2015年にシカゴ・リリック歌劇場のオペラ「Bel Canto」（世界初演）にて、アメリカのプロ・デビューを飾った。2019年にセイジ・オザワ松本フェスティバルにてルイージ指揮「エフゲニー・オネーギン」に出演し日本オペラデビュー。その後、「フィデリオ」（NHK交響楽団）、「イオランタ」（ロシアナショナル管弦楽団）「リナルド」（BCJ）、「ローエングリン」（びわ湖ホール）、「愛の妙薬」（新国立劇場）等に出演。
昨今ではキム・ウンスン指揮ヒューストン・グランド・オペラ「トゥーランドット」において「大西宇宙はひときわ端正なバリトンを聴かせた」と評された。オーケストラ作品のレパートリーはバロックから現代作品まで幅広く、カーネギーホールにてヴォーン・ウィリアムスのオラトリオ、「カルミナブラーナ」、「クレルヴォ」、「ドイツ・レクイエム」等にソリストで出演。五島記念文化賞 オペラ新人賞、日本製鉄音楽賞フレッシュアーティスト賞受賞。