Назван в честь Сергия Радонежского, крещён в Благовещенском монастыре возле Херсона.
С 1942 г. по 1946 г. служил в Красной Армии, участвовал в начальном этапе битвы за Кавказ, затем был переформирован в состав Донского фронта, сражался за Сталинград, принял участие в операции «Уран».
В качестве актёра сыграл во многих фильмах, включая «Молодая гвардия» (1948), Тарас Шевченко (1951), «Отелло» (1955) и др.
Дебютной картиной С.Бондарчука как режиссёра стал фильм «Судьба человека» (1959) по роману М.Шолохова, где он исполнил главную роль. Впоследствии ещё дважды обращался к Шолохову, поставив «Они сражались за Родину» (1975) и «Тихий Дон» (1992).
В 1965-1967 годах экранизировал «Войну и мир». Картина с успехом прошла по многим кинотеатрам мира и в 1969 году стала лауреатом премии «Оскар» в номинации «Лучший фильм на иностранном языке».