Сергей Горобченко родился 29 июля 1972 года в Североуральске Свердловской области. Сначала учился в Горном институте в Санкт-Петербурге, однако вскоре из института ушел и поступил в театральный институт – ЛГИТМиК имени Черкасова.
До 2000 года был актером Петербургского театра комедии им. Н. П. Акимова. С 2000 года – актер театра «Ленком» в Москве, куда переехал с семьей. Горобченко также один из самых востребованных российских актеров последних лет. Он известен по фильмам «Бумер», «Офицеры», «Братья Карамазовы», «Первый после Бога» и многим другим, сообщает «Московский комсомолец».