Сергей Дебижев родился 1 августа 1957 года в городе Ессентуки, Ставропольский край. Художник-график по образованию, окончил Художественное училище имени В.А.Серова и Высшее художественно-промышленное училище имени В.И.Мухиной. В середине 80 годов был художником-постановщиком документальных фильмов Александра Сокурова.
Режиссерскую карьеру Дебижев также начал с документальных фильмов. Первым успехом стала черно-белая лента «Золотой сонъ», смонтированная из дореволюционных материалов. Другие документальные работы раннего периода - «Красное на красном», «Комплекс невменяемости».
Первый полнометражный игровой фильм Дебижева «Два капитана - 2» вышел в 1992 году. Главные роли в нем исполнили культовые персонажи ленинградского андеграунда - Сергей Курехин и Борис Гребенщиков. Также в фильме снялись Тимур Новиков, Сергей «Африка» Бугаев, Дмитрий Месхиев. Название сюрреалистической комедии Дебижева отсылает к книге Вениамина Каверина «Два капитана» - одному из самых популярных приключенческих романов советской эпохи.
«Два капитана - 2» - фильм-мистификация, стилизованный под документальную хронику. Действие происходит в начале XX века в России. Цепь невероятных событий приводит человечество к апокалипсису. Но два отважных Капитана вступают в борьбу с хаосом, чтобы спасти мир… Премьера картины состоялась на фестивале «Кинотавр». Также она демонстрировалась на международных фестивалях в Локарно, Амстердаме и Роттердаме.
Кинокритик не без оснований назвал фильм «Два капитана - 2». в котором так или иначе «засветились» самые известные личности питерской арт-тусовки, «капустником». Однако фильм, поставленный «своими» для «своих», стал очень популярным. Его смотрели, пересматривали, рекомендовали друг другу и постоянно цитировали.
Второй игровой фильм Дебижева, авантюрная драма «Золотое сечение», в которой снялись Алексей Серебряков, Виктор Вержбицкий, Ксения Раппопорт и Рената Литвинова, выходит в 2010 году. «Золотое сечение», как и «Два капитана - 2», - экспериментальный фильм, но его постарались сделать интересным и доступным для широкой аудитории.
В перерыве между «Капитанами» и «Золотым сечением» Сергей Дебижев продолжал снимать документальные фильмы. На протяжении многих лет он собирал материал для документальной серии «В реальном времени», посвященной мировым культурам. В этих фильмах зрители могут увидеть под нестандартным углом такие страны, как Камбоджа, Израиль, Испания, Марокко, Италия, Таиланд…
Параллельно развивалась карьера Дебижева-клипмейкера. В 1988 году он снял первый в СССР музыкальный клип на песню Бориса Гребенщикова «Поезд в огне». В дальнейшем он снимал музыкальное видео и для других членов питерского рок-клуба, в том числе для Юрия Шевчука и группы «ДДТ». Впрочем, режиссер-экспериментатор не ограничивался сотрудничеством с рокерами: в 1997 году он снял клип на песню Олега Газманова «Москва», ставшую неофициальным гимном столицы. В наши дни Сергей Дебижев является одним из самых известных клипмейкеров России.