Сергей Бехтерев родился 19 мая 1958 года в Петропавловске-Камчатском. Окончив в 1979 году Ленинградский институт театра, музыки и кинематографии (курс А.И.Кацмана и Л.А.Додина), стал актером Ленинградского Малого драматического театра.
Первая работа на профессиональной сцене – роль поручика Веткина в «Господах офицерах» А. Куприна (1980), в том же году сыграл отца Гуськова в «Живи и помни» по повести В. Распутина, и Галактиона в «Законе вечности» Н. Думбадзе.
Однако настоящую известность на театральной сцене Бехтереву принесла роль Григория в спектакле «Дом», поставленного режиссером Львом Додиным по роману Ф.Абрамова. За работу в спектакле «Братья и сестры» Ф.Абрамова Сергей Бехтерев в числе других создателей был удостоен в 1986 году Государственной премии СССР.
В кино первую роль актер сыграл в фильме В.Виноградова «Белый танец», снялся более чем в тридцати кино- и телефильмах, среди которых «Небывальщина», «Голос», «Противостояние», «Жизнь Клима Самгина», «Арифметика убийства», «Действуй, Маня», «Чеховские мотивы», «Агент национальной безопасности», «Любовь императора», «Настройщик» и другие, сообщает Фонтанка.Ру.
Кроме того Сергей Бехтерев был известен и как тележурналист. Он вел циклы телепередач «Боярский двор» с 1997 и «Студия «Ф» с 1998 на ТРК Петербург (РТР).