Né à Vancouver, au Canada, Corey Cerovsek a commencé à jouer du violon à l'âge de cinq ans. Après avoir étudié avec Charmian Gadd et Richard Goldner, il a obtenu à l'âge de 12 ans une médaille d'or au Royal Conservatory of Music de l'Université de Toronto pour avoir obtenu les meilleures notes en instruments à cordes. La même année, il a été accepté comme étudiant par Josef Gingold et s'est inscrit à l'Université de l'Indiana, où il a obtenu une licence en mathématiques et en musique à l'âge de 15 ans, une maîtrise dans les deux disciplines à 16 ans, et a terminé ses études de doctorat en mathématiques et en musique à 18 ans. Parallèlement, il a étudié le piano avec Enrica Cavallo, se produisant fréquemment en concert sur les deux instruments.
Travaillant avec des chefs d'orchestre tels que Zubin Mehta, Charles Dutoit, Michael Tilson Thomas, Neeme Järvi, Andrew Litton, Yoel Levi et Jesús López-Cobos, Cerovsek s'est produit en Amérique du Nord avec les orchestres de Boston, Philadelphie, San Francisco, Detroit, Cincinnati, St. Louis, Atlanta, Baltimore, Montréal, Vancouver et Toronto, entre autres, et à l'international avec des groupes tels que l'Orchestre philharmonique d'Israël, l'Orchestre symphonique de Prague, l'Orchestre philharmonique de Hong Kong, l'Orchestre résident de La Haye, l'Orchestre symphonique de Berlin, les orchestres symphoniques de Sydney, Melbourne et Adélaïde, l'Orchestre symphonique de Bournemouth, l'Orchestre de chambre de Vienne, l'Orchestre de Poitou-Charentes et l'Orchestre du Festival de Montpellier (France).
En récital, il s'est produit dans le monde entier, notamment au Isabella Stewart Gardner Museum (Boston), au Kennedy Center (Washington, D.C.), au Walter Reade Theatre du Lincoln Center et à la Frick Collection (New York), à la Place des Arts (Montréal), à la « Debut Series » de l'Orchestre symphonique de San Francisco, au Wigmore Hall (Londres) et au Théâtre du Châtelet et à la Salle Gaveau (Paris). Il est également un chambriste passionné, se produisant régulièrement aux festivals de Kuhmo (Finlande), Verbier (Suisse), Tanglewood (États-Unis), Divonne (France) et Stavanger (Norvège), ainsi qu'aux festivals de Spoleto (États-Unis et Italie). Il se produit régulièrement avec des partenaires de musique de chambre tels que Jean-Yves Thibaudet, Thomas Quasthoff, Joshua Bell, Julien Quentin, Jeremy Denk, Leonidas Kavakos, Eric Le Sage, Denis Pascal, Alexandre Tharaud, Paul Meyer, Truls Mørk, Tabea Zimmermann, Katia Skanavi, Isabelle Van Keulen, Leif Ove Andsnes, et les quatuors Borromeo, Ysaÿe et Diotima.
Son enregistrement de l'intégrale des sonates pour violon de Beethoven, réalisé en 2006 avec le pianiste Paavali Jumppanen pour le label Claves, a reçu de nombreuses récompenses, dont le MIDEM Classical Music Award 2008 de la meilleure musique de chambre, le Gramophone Recommends, ainsi que les distinctions du Monde de la Musique, Diapason, Supersonic Pizzicato et Fono Forum Stern des Monats. Il a été suivi en 2008 par un enregistrement très acclamé d'œuvres de Vieuxtemps et Wieniawski avec l'Orchestre de Chambre de Lausanne sous la direction de Hannu Lintu. Sa Sonate pour violon de Corigliano, avec Andrew Russo sur le label Black Box, a été nominée pour un Grammy Award en 2006.
Corey Cerovsek joue sur le Stradivarius « Milanollo » de 1728, joué entre autres par Viotti, Paganini et Christian Ferras. Il est également cofondateur et directeur technique d'une entreprise technologique spécialisée dans la formation médicale.