Родился 23 июня 1951 г. .
Служил в Главном разведывательном управлении Генштаба ВС. В конце 1999 г. вышел в отставку в звании полковника.
До 2003 г. работал в управлении делами МИД России.
Был преподавателем Военно-дипломатической академии Министерства обороны РФ. Также занимался бизнесом.
В декабре 2004 г. был арестован Федеральной службой безопасности РФ по обвинению в сотрудничестве с британской разведкой (ст. 275 Уголовного кодекса РФ "Государственная измена"). Согласно данным следствия, был завербован во время прохождения военной службы в Вооруженных силах России в 1995 г. В годы службы и после увольнения передавал британской разведке сведения, составляющие государственную тайну. В частности, по данным следствия, предоставлял информацию о сотрудниках и агентах ГРУ, действовавших в странах Европы. Кроме того, передавал британским агентам сведения, касающиеся конкретных войсковых подразделений ВС РФ, стоящих перед ними задач и степени их боеготовности. Получил от британской разведки, согласно следствию, более 100 тыс. долларов США.
Скрипаль признал себя виновным и согласился на сотрудничество с органами безопасности. 9 августа 2006 г. был приговорен Московским окружным военным судом к 13 годам лишения свободы в колонии строго режима, а также лишен всех званий и наград.
9 июля 2010 г. Сергей Скрипаль был помилован указом президента РФ Дмитрия Медведева вместе с еще тремя гражданами России, осужденными за шпионаж в пользу США и Великобритании, а также за незаконное хранение оружия, - бывшим сотрудником Института США и Канады Игорем Сутягиным, экс- полковником Службы внешней разведки Александром Запорожским и бывшим майором КГБ Геннадием Василенко. Помилование, по данным СМИ, было совершено в рамках операции по обмену десяти граждан РФ и Перу, задержанных в США по подозрению в незаконной разведывательной деятельности (Анна Чапман, Андрей Безруков, Елена Вавилова и др.). Обмен был произведен 9 июля 2010 г.
После освобождения Сергей Скрипаль получил убежище в Соединенном Королевстве.
4 марта 2018 г. Сергей Скрипаль и его дочь Юлия подверглись воздействию нервно-паралитического вещества. Их обнаружили без сознания в городе Солсбери (140 км от Лондона). По состоянию на 16 марта 2018 г. оба находятся в больнице в критическом состоянии.
Британские власти обвинили РФ в причастности к отравлению, но каких-либо доказательств не представили. Премьер-министр Великобритании Тереза Мэй объявила о высылке 23 российских дипломатов и о приостановке двусторонних контактов на высоком уровне. Российская сторона категорически отвергла свою причастность к инциденту и анонсировала принятие ответных шагов, в том числе высылку британских дипломатов в ближайшее время.
Был женат. Британские СМИ сообщали, что супруга Скрипаля Людмила умерла в 2012 г. вскоре после переезда в Соединенное Королевство к мужу, а сын в 2017 г. скончался в России.