Родился в Горьком, где его отец работал по распределению после окончания Запорожского машиностроительного института. Через несколько лет семья вернулась на родину, в Запорожье, где Сергей провел детство и юность.
В 1980 г. окончил Днепропетровский университет по специальности «история и общественные науки» и поступил в аспирантуру, где под руководством Николая Ковальского занимался исследованием истории Украины XVII-XVIII столетий. Через два года защитил кандидатскую диссертацию в Университете дружбы народов в Москве. В 1990 г. — докторскую диссертацию «Политика папства на Украине во второй половине XVI — середине XVII века» в Киевском университете им. Тараса Шевченко.
В начале 1990-х переехал в Канаду, где сначала был преподавателем, а затем профессором истории в Университете Альберты. Паралельно исполнял обязанности директора Канадского института украинских исследований.
Кроме того, в течение десяти лет был заместителем директора Центра украинской истории им. Петра Яцыка при этом институте. Основными занятиями в этой должности были руководство проектом по переводу работ Михаила Грушевского и редактирование трехтомного перевода «Истории Украины-Руси».
В 2003 и 2005 гг. преподавал в Гарварде в качестве приглашенного профессора. С 2007 г. занимает пост профессора украинской истории в Гарвардском университете.
Является одним из крупнейших в мире специалистов по истории Восточной Европы.
Вместе с семьей живет в Арлингтоне, штат Массачусетс (США).
2002 — The Cossacks and Religion in Early Modern Ukraine
2003 — Tsars and Cossacks: A Study in Iconography
2003 — Religion and Nation in Modern Ukraine (with Frank E. Sysyn)
2005 — Наливайкова віра: козаки та релігія в ранньомодерній Україні
2005 — Unmaking Imperial Russia: Mykhailo Hrushevsky and the Writing of Ukrainian History / Великий переділ: Незвичайна історія Михайла Грушевського
2006 — The Origins of the Slavic Nations: Premodern Identities in Russia, Ukraine and Belarus / Походження слов’янських націй. Домодерні ідентичності в Україні, Росії та Білорусі
2008 — Ukraine and Russia: Representations of the Past
2010 — Yalta: The Price of Peace
2012 — The Cossack Myth. History and Nationhood in the Age of Empires / Козацький міф. Історія та націєтворення в епоху імперій
2014 — The Last Empire: The Final Days of the Soviet Union / Последняя империя. Падение Советского Союза
2015 — The Gates of Europe: A History of Ukraine