Родился 28 июня 1948 г. в Хабаровске. Детство провел в пос. Шмаковка Приморского края.
Во второй половине 1960-х гг. учился в Московском энергетическом институте. Был отчислен со второго курса, после чего два года работал осветителем на киностудии "Мосфильм".
В 1974 г. заочно окончил сценарный факультет Всесоюзного государственного института кинематографии (ныне - Всероссийский государственный университет кинематографии им. С. А. Герасимова). Руководителями мастерской были Кира Парамонова и Наталья Фокина.
Во второй половине 1970-х - начале 1980-х гг. работал специальным корреспондентом юмористического журнала "Крокодил".
В 1978 г. написал первый киносценарий - для комедии Владимира Рогового "Баламут". Впоследствии был автором и соавтором сценариев к фильмам: "Моя Анфиса" (1979, режиссер Эдуард Гаврилов), "Любимая женщина механика Гаврилова" (1981, Петр Тодоровский), "Молодые люди" (1983, Константин Худяков и Сергей Линков), "Не ходите, девки, замуж" (1985, Евгений Герасимов), "Француз" (1988, Галина Юркова-Данелия), "Наш человек в Сан-Ремо" (1990, Александр Ефремов), "Тот, кто влюблен" (1994, Александр Рокуэлл, США), "Восток - Запад" (1999, Режис Варнье, Франция - Россия - Украина - Болгария) и др.
В 1984 г. дебютировал в качестве кинорежиссера. Его первой режиссерской работой стала мелодрама "Сладкий сок внутри травы", снятая вместе с Аманбеком Альпиевым на киностудии "Казахфильм". В дальнейшем поставил фильмы "Непрофессионалы" (1985), "Я тебя ненавижу" (1986), "Катала" (1989), "СЭР" (1989), "Я хотела увидеть ангелов" (1992), "Белый король, красная королева" (1992, Россия - Франция - Германия), "Кавказский пленник" (1996, Россия - Казахстан), "Бегущий свободным" (1999, США - Франция - ЮАР), "Давай сделаем это по-быстрому" (2001, Франция - Великобритания - Германия), "Медвежий поцелуй" (2002, Россия - Германия - Швеция - Испания - Франция - Италия), "Кочевник" (2006, Казахстан), "Монгол" (2007, Россия - Казахстан - Германия), "Дочь якудзы" (2014, вместе с Гульшад Омаровой, Россия - Германия) и "Седьмой сын" (2014, США). Сергей Бодров является автором и соавтором сценариев большинства своих кинокартин.
С 1990-х гг. преимущественно проживает и работает за рубежом.
В 2009 г. входил в состав жюри Венецианского кинофестиваля. В 2013 г. возглавлял жюри Санкт-Петербургского международного кинофестиваля.
Член Союза кинематографистов РФ, Российской академии кинематографических искусств "Ника" и Американской академии кинематографических искусств и наук.
Удостоен Государственной премии РФ в области культуры и искусства за 1997 г. (за фильм "Кавказский пленник").
В 1997 г. был отмечен кинопремией "Ника" в номинациях "Лучшая режиссерская работа" и "Лучшая сценарная работа" ("Кавказский пленник"), в 2008 г. - в номинации "Лучшая режиссерская работа" ("Монгол").
Обладатель специального приза "За вклад в российский и международный кинематограф" кинофестиваля "Кинотавр" (2016, Сочи, Краснодарский край).
Фильмы Сергея Бодрова были неоднократно отмечены различными наградами: "Сладкий сок внутри травы" - специальным призом XVIII Всесоюзного кинофестиваля в Минске (Белорусская ССР, ныне - Белоруссия, 1985); "Непрофессионалы" - специальным призом жюри Международного кинофестиваля фильмов о молодежи в Турине (Италия, 1987); "СЭР" - призом Международного кинофестиваля в Монреале (Канада, 1989); "Кавказский пленник" - Гран-при кинофестиваля "Кинотавр" (1996, Сочи), Гран-при Международного кинофестиваля в Карловых Варах (Чехия, 1996), призом Международного кинофестиваля в Сан-Диего (шт. Калифорния, США) в категории "Лучший фильм" (1997) и кинопремией "Ника" в номинации "Лучший игровой фильм" (1997).
Картины Сергея Бодрова "Кавказский пленник" и "Монгол" в 1996 и 2007 гг. выдвигались на соискание американской кинопремии "Оскар" в номинации "Лучший фильм на иностранном языке" (от России и Казахстана соответственно).
Опубликованы сборники фельетонов и рассказов Сергея Бодрова "Охота на бизонов" (1975), "Нервная история" (1978) и "Автопортрет в коридоре" (1981). В 1993 г. на французском языке была издана его книга "Свобода - это рай".
Женат на режиссере Гульшад Омаровой. Сын от брака с искусствоведом Валентиной Бодровой - актер и режиссер Сергей Бодров (1971-2002) - погиб при сходе ледника в Кармадонском ущелье в Северной Осетии. От брака с художницей Айжан Беккуловой имеет дочь Асю (род. 1986). Также был женат на американской сценаристке Кэролин Кавальеро.