Родился 18 октября 1973 г. в Москве в семье Виталия Сергеевича Безрукова (род. 1942) и Натальи Михайловны Суровой (род. 1950). Отец - актер и театральный режиссер. Мать - домохозяйка, ранее работала заведующей магазином.
В подростковом возрасте Сергей Безруков принимал участие в школьной театральной самодеятельности.
В 1990 г. окончил Учебно-производственный комбинат №2 Перовского района г. Москвы, получив квалификацию "Художник-исполнитель оформительских работ V разряда". Параллельно учился в музыкальной школе по классу гитары.
В 1994 г. окончил актерский факультет Школы-студии МХАТ. Выпускник мастерской народного артиста СССР Олега Табакова.
Работа в театре
В 1994-2013 гг. - актер Московского театра-студии под руководством Олега Табакова. Исполнял роли в спектаклях: "Затоваренная бочкотара" по повести Василия Аксенова, "Ревизор" по произведению Николая Гоголя, "Матросская тишина" по пьесе Александра Галича, "Звездный час по местному времени" по комедии Гора Николаева, "На всякого мудреца довольно простоты" по произведению Александра Островского, "Признания авантюриста Феликса Круля" по роману Томаса Манна, "На дне" по пьесе Максима Горького, "Безумный день, или Женитьба Фигаро" по пьесе Бомарше и др. Также был задействован в постановках Московского драматического театра им. М. Н. Ермоловой (в частности, исполнял роль поэта Сергея Есенина в спектакле "Жизнь моя, иль ты приснилась мне?.."), Московского художественного театра им. А. П. Чехова, антрепризных спектаклях.
В 2010 г. основал антрепризный Театр Сергея Безрукова. Поставил спектакли "Пушкин", "Страсти по Емельяну", "Хулиган. Исповедь". Исполнял в этих постановках главные роли.
В 2013-2014 гг. - художественный руководитель Московского областного дома искусств "Кузьминки".
С 2014 г. по н. в. - художественный руководитель Московского губернского театра. Поставил в нем спектакли: "Нашла коса на камень" по мотивам произведений Александра Островского, "Маленький принц" по философской сказке Антуана де Сент-Экзюпери, "Вишневый сад" по пьесе Антона Чехова, "Высоцкий. Рождение легенды" и др. Сергей Безруков продолжает выступать как театральный актер. Он принимает участие в нескольких собственных спектаклях, а также в постановке Алексея Серова "Остров сокровищ" по роману Роберта Льюиса Стивенсона.
Работа в кинематографе
Сергей Безруков широко известен в качестве киноактера. Дебютной для него стала роль музыканта и байкера Чибиса в драме Каринэ Фолиянц "Ноктюрн для барабана и мотоцикла" (1994). Среди наиболее известных работ: купец Николай Сидихин в комедии "Китайский сервиз" (1999, режиссер Виталий Москаленко), Александр Белов в криминальном сериале "Бригада" (2002, Алексей Сидоров), милиционер Павел Кравцов в сериале "Участок" (2003, Александр Баранов), Сергей Есенин в сериале "Есенин" (2005, Игорь Зайцев), Иешуа в сериале "Мастер и Маргарита" по роману Михаила Булгакова (2005, Владимир Бортко), Ираклий в мелодраме "Ирония судьбы. Продолжение" (2007, Тимур Бекмамбетов), Владимир Высоцкий в биографической драме "Высоцкий. Спасибо, что живой" (2011, Петр Буслов), футбольный вратарь Николай Раневич в драме "Матч" (2012, Андрей Малюков), танцор Алексей Темников в драме "После тебя" (2016, Анна Матисон) и др. Последняя роль к настоящему времени - музыкант Константин в драме Анны Матисон "Заповедник" по мотивам произведения Сергея Довлатова (2018). В общей сложности снялся в более чем 60 фильмах и сериалах.
Работа по озвучиванию, продюсерская и музыкальная деятельность
В 1995-1999 гг. Сергей Безруков озвучивал персонажей сатирической телепрограммы "Куклы" (НТВ). Также принимал участие в озвучивании анимационных фильмов "Князь Владимир" (2006, режиссеры Юрий Кулаков и Юрий Батанин), "Про Федота-стрельца, удалого молодца" (2008, Людмила Стеблянко), "Волки и овцы: бееезумное превращение" (2016, Максим Волков и Андрей Галат). Участвовал в записи нескольких аудиокниг и аудиоспектаклей.
С 2016 г. - генеральный продюсер Кинокомпании Сергея Безрукова.
Летом 2018 г. основал рок-группу "Крестный папа", является ее солистом.
Общественная деятельность
Член Союза кинематографистов РФ, Российской академии кинематографических искусств "Ника", Национальной академии кинематографических искусств и наук России.
Член Всероссийской политической партии "Единая Россия". С 2017 г. входит в состав ее высшего совета. Председатель общественного совета федерального партийного проекта "Культура малой Родины".
Сергей Безруков входит в состав общественных советов при Министерстве внутренних дел РФ (член комиссии по укреплению духовно-нравственных основ, совершенствованию работы по патриотическому и правовому воспитанию сотрудников органов внутренних дел) и Министерстве обороны РФ (член комиссии по культурно-шефской работе и межнациональным отношениям). Член попечительского совета Фонда поддержки слепоглухих "Со-единение".
В 2010-2015 гг. входил в состав Патриаршего совета по культуре.
В 2013 г. стал соучредителем Фонда поддержки и развития социокультурных проектов Сергея Безрукова.
В 2018 г. являлся доверенным лицом кандидата на пост президента РФ Владимира Путина.
В 2021 г. стал президентом Российской национальной актерской премии "Фигаро" им. Андрея Миронова.
Народный артист РФ (2008) и Южной Осетии (2015).
Награжден орденом Дружбы (2018).
Лауреат Государственной премии РФ в области театрального искусства за 1996 г.
Обладатель кинопремии "Золотой орел" в номинации "Лучшая мужская роль на телевидении" (2005, за роль в сериале "Участок"), российской национальной актерской премии им. Андрея Миронова "Фигаро" (2012), Международной премии им. К. С. Станиславского (2016). За роль в фильме "Реальная сказка" в 2012 г. был отмечен призом международного детского кинофестиваля "Алые паруса" (Албена, Болгария), в 2017 г. за роль в драме "После тебя" - призами международных кинофестивалей SOSE (Ереван, Армения) и в Форт-Лодердейле (шт. Флорида, США).
Женат вторым браком. Супруга - режиссер Анна Матисон (род. 1983). Дочь - Мария (род. 2016), сыновья - Степан (род. 2018) и Василий (род. 2021). Первой женой была актриса Ирина Безрукова (род. 1965). Также у Сергея Безрукова есть дочь Александра (род. 2008) и сын Иван (род. 2011), их матерью является актриса Кристина Смирнова.