Сергей Горобченко — российский актёр театра и кино. Он родился в городе Североуральске Свердловской области, в семье простых рабочих.
Отец — Горобченко Борис Петрович, после восьмого класса поступил в ПТУ, стал водителем. Мать — Горобченко Нина Александровна, инженер-экономист. В школе был «хорошистом». Занимался волейболом, посещал музыкальную школу.
В 1989—1991 годах учился в Санкт-Петербургском государственном горном институте, из которого ушёл и поступил в театральный вуз — Ленинградский государственный институт театра, музыки и кинематографии (ЛГИТМиК) имени Н. К. Черкасова.
В кино начал сниматься в 1998 году. Популярность пришла после роли Пети «Рамы» в фильме «Бумер» (2003) режиссёра Петра Буслова. Ради съёмок в этой картине актёр был вынужден уйти из театра «Ленком».
Сергей Горобченко и его супруга Полина поженились 10 лет назад. В браке у них родилось пятеро детей — три мальчика Саша, Петя, Ваня, и две дочки — Аня и София.
Сергей признался, что присутствовал при рождении всех детей и просто поразился выдержке жены.