Из дворян. В возрасте 15 лет Рачинский поступил на медицинский факультет Московского университета. Проучившись здесь два года, перевёлся вольнослушателем на естественное отделение физико-математического факультета, который окончил в 1853 году со степенью кандидата. Продолжил обучение в известных университетах Германии.
Возвратившись из-за границы, защитил диссертацию по теме «О движении высших растений», получил учёную степень магистра и стал руководителем кафедры физиологии растений в Московском университете.
В 24 года за крупное сочинение «О некоторых химических превращениях растительных тканей» ему была присуждена учёная степень доктора ботаники.
В 1864 году в переводе Рачинского впервые появилось на русском языке «Происхождение видов» Чарльза Дарвина.
В 1867 году из-за конфликта прогрессивных профессоров с администрацией вышел в отставку, жил без места.
В Москве в доме Рачинского собирались учёные, литераторы, художники. Здесь хозяин дома познакомился с Л. Н. Толстым, П. И. Чайковским, сблизился с братьями Аксаковыми, семьёй В. Ф. Одоевского.
Беседы с Л. Н. Толстым направили его внимание к проблемам народного просвещения.
В 1872 году вернулся в родовое село Татево и стал помогать сестре Варваре Александровне проводить занятия с детьми в крестьянской школе.
Самая первая школа была открыта отцом - Александром Антоновичем, майором в отставке.
Во время службы в Петербурге Александр Антонович был дружен с А. А. Дельвигом, общался с поэтами пушкинского круга и будущими декабристами.
Александр Антонович положил начало богатейшему татевскому архиву и библиотеке. В 1861 году он построил школу для крестьянских детей, сделав её попечителями старшего сына Владимира и дочь Варвару, которые и стали в ней первыми учителями. В ней позднее начал учительствовать Сергей Александрович.
Рачинский С.А. - строитель и учитель первой в России сельской школы с общежитием для крестьянских детей. Рачинский обустраивал существующие школы и создавал новые.
Вместе с сестрой Ольгой организовал лечебницу, где бесплатно лечились жители окрестных сёл.
Всё своё состояние Рачинский потратил на сельские школы.
В 1880-х годах он стал главным в России идеологом церковно-приходской школы, начавшей соперничать со земской школой. В то время Рачинский пришёл к выводу, что «первая из практических потребностей русского народа… есть общение с Божеством»;
«Не к театру тянется крестьянин в поисках искусства, а к церкви, не к газете, а к Божественной книге».
Рачинский считал, что если человек научится читать по-церковнославянски, ему будут понятны и Данте, и Шекспир, а кто освоит древние церковные «роспевы», тот без труда поймёт Бетховена и Баха.
С. А. Рачинский также успешно практиковал лечение заикания с помощью чтения старо-славянских текстов и церковного пения.
14 мая 1899 году Николай II писал в Высочайшем рескрипте на имя Сергея Рачинского:
«Школы, вами основанные и руководимые, состоя в числе церковно-приходских, стали питомником в том же духе воспитанных деятелей, училищем труда, трезвости и добрых нравов и живым образцом для всех подобных учреждений. Близкая сердцу Моему забота о народном образовании, коему вы достойно служите, побуждает Меня изъявить вам искреннюю Мою признательность. Пребываю к вам благосклонный Николай»
Школа в Татево имела статус церковно-приходской и носила имя своего основателя Сергея Александровича Рачинского, затем его имя, как и заслуги были забыты на десятилетия.
После Великой Отечественной войны школа получила статус средней общеобразовательной. В 1998 году школе было возвращено имя С. А. Рачинского.
Знаменитые ученики школы Рачинского
-Николай Петрович Богданов-Бельский (1868-1945) - выдающийся русский художник.
-Тит Никонов - русский художник, портретист.
-Иван Петерсон - русский художник, обрусевший латыш.
-И. Л. Богданов - инфекционист, доктор медицинских наук, член-корреспондент АМН СССР.
-Александр Петрович Васильев (1868-1918) - протоиерей, духовник царской семьи.
-Николай Михайлович Синёв - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, в 1961-1991 - заместитель председателя государственного комитета СССР по использованию атомной энергии, лауреат Сталинских и Государственных премий .
И др.