Родился 28 сентября 1953 г. в г. Симферополе Крымской области Украины (ныне Республика Крым, РФ).
В 1977 г. Сергей Цеков окончил лечебный факультет Крымского медицинского института (ныне Медицинская академия им. С. И. Георгиевского Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского).
После окончания средней школы, в 1970-1971 гг., работал слесарем-электрообмотчиком Центральных ремонтных мастерских Симферополя.
В 1977-1979 гг. - врач-хирург Джанкойской центральной районной больницы, в 1979-1994 гг. - Сакской центральной районной больницы Крыма.
В 1980-е гг. - секретарь комитета комсомола, секретарь комитета КПСС Сакского районного медицинского объединения.
С марта 1990 г. по апрель 1994 г. - народный депутат Украинской ССР XII созыва (с 2000 г. исчисление созывов было изменено, и ВС УССР XII созыва стал именоваться Верховной радой Украины I созыва). На выборы был выдвинут раймедобъединением по Сакскому избирательному округу №248. В ВС работал в комиссии по делам женщин. Был одним из трех депутатов Верховного совета, голосовавших 16 июля 1990 г. против Декларации о государственном суверенитете Украины. После принятия документа вышел из КПСС. В ноябре 1991 г. выступал против объявления независимости Украины.
В 1993-1994 гг. - заместитель председателя, в 1994-1997 гг. - председатель Республиканской партии Крыма (РДК).
Одновременно в 1993-1999 гг. был заместителем председателя Русской общины Крыма. С 1999 по 2003 г. - первый заместитель председателя, исполнительный директор, а с мая 2003 г. - председатель Русской общины Крыма.
Депутат Верховного совета Автономной Республики Крым (с 2014 г. - Государственный совет Республики Крым) II (1994-1998), IV-VI (2002-2015) созывов. В 1994-1995 гг. - председатель Верховного совета. С мая 2006 г. по октябрь 2009 г. и с марта по ноябрь 2010 г. - первый заместитель председателя ВС АРК. С ноября 2010 г. - председатель постоянной комиссии ВС по культуре, делам молодежи и спорту, с апреля 2011 г. по февраль 2014 г. - председатель постоянной комиссии по культуре. Инициатор ряда нормативно-правовых актов, направленных на защиту русскоязычного населения Крыма.
С 2000 по 2010 гг. - заместитель председателя Русской общины Украины. С 2001 по 2010 г. - член президиума Русского движения Украины.
В 2003-2005 гг. - заместитель председателя Всеукраинской партии "Русский блок".
В 2005-2009 гг. - член украинской Партии регионов, в 2005-2009 гг. - первый заместитель председателя Крымской республиканской организации Партии регионов.
С 2004 г. - член правления, с 2008 г. - заместитель председателя президиума Международного совета российских соотечественников. С 2007 по 2014 г. входил во Всемирный координационный совет российских соотечественников, был заместителем председателя Всеукраинского координационного совета организаций российских соотечественников, председателем Крымского координационного совета организаций российских соотечественников.
В 2009-2014 гг. - сопредседатель Всекрымского общественно-политического движения "Русское единство", первый заместитель председателя одноименной политической партии (лидер - Сергей Аксенов, с 2014 г. - глава Крыма).
В 2014 гг. выступал против евроинтеграции Украины, в защиту русскоязычного населения Крыма. В феврале 2014 г. стал одним из инициаторов отставки крымского правительства во главе с Анатолием Могилевым, которое поддержало новые власти Украины. 18 марта 2014 г. в составе делегации от Республики Крым присутствовал в Москве на церемонии подписания договора о принятии республики и города Севастополя в состав России.
С марта по сентябрь 2014 г. - заместитель председателя Государственного совета Республики Крым.
В марте 2014 г. Госсовет Республики Крым наделил Сергея Цекова полномочиями члена Совета Федерации РФ (сенатора) - представителя от законодательного органа государственной власти региона (переназначен 24 сентября 2014 г., в связи с избранием депутатом Госсовета I созыва; и 24 сентября 2019 г.).
Член партии "Единая Россия" (с 2014 г.). 7 апреля 2014 г. избран первым заместителем секретаря Крымского регионального отделения партии.
Награжден орденами Дружбы (2009), Почета (2014), Александра Невского (2020). Имеет благодарность (2018) и Почетную грамоту правительства РФ (2022). Награжден орденом Почета Южной Осетии (2023).
Почетный гражданин Республики Крым (2016).
Имеет также ордена Российского императорского дома: Святой Анны (2013), Святого равноапостольного князя Владимира III степени (2014).