Сергей Фролов родился 29 июня 1974 года в городе Москва. Мать мальчика работала филологом, а отец всю жизнь играл в оркестре Большого театра на гобое и английском рожке. Неудивительно, что Сережа с детства проявлял интерес к музыке: пел в церковном хоре и ходил в музыкальную школу при Консерватории, где учился играть на тех же инструментах, что и отец.
В 1991 году молодой человек окончил школу и поступил в Консерваторию, чтобы продолжить обучение. Затем зачислен в Российский Институт Театрального Искусства на актерско-режиссерский факультет и выпустился оттуда в 1999 году. После выпуска первые роли сыграл в театре Ленком. Дебютным для него стал спектакль «Жестокие игры». Позже Фролов сотрудничал с театрами имени Станиславского и «Квартет И».
Одну из первых в своей карьере главных ролей Сергей Фролов сыграл в 2004 году в фильме «Иванов и Рабинович». Герой артиста, Василий Иванов, два года отсидел в тюрьме за финансовые махинации и там познакомился с другим заключенным, Ароном Рабиновичем, который попал за решетку за пьяную драку. Приятели одновременно вышли на свободу и решили иммигрировать в Израиль, а в качестве «средства передвижения» герои выбрали старую яхту, восстановленную буквально из обломков.
С 2004 года актеру предложили испытать свои силы в качестве телеведущего. В результате стал вести развлекательную передачу «Веселые баксы», транслируемую по REN TV. Вместе с коллегой по эфиру Ольгой Чудаковой Фролов ездил по многолюдным местам столицы, предлагая прохожим выполнить провокационное задание за определенную плату.
В 2006 году актер появился в военной драме «Грозовые ворота». Через год актер присоединился к проекту «Папины дочки», где исполнил эпизодическую роль доктора психологических наук Валентина Зубчинского. Затем актер сыграл главную роль в ленте «Девять признаков измены». Коля, герой Фролова, вместе со своей молодой женой Олей прочитал в глянцевом журнале статью о признаках измены. Молодые супруги начинают подозревать друг друга, и дальнейшие события только подливают масла в огонь.
В фильме «Пестрые сумерки», снятом в 2009 году актер исполняет роль продавца в музыкальном магазине по имени Миша. Сам фильм основан на реальных событиях и полностью посвящен жизни молодого пианиста и джазового музыканта Олега Аккуратова, который оказался слеп с рождения, но открыл для себя целый мир в музыке. Фильм стал дебютной режиссерской работой актрисы и певицы Людмилы Гурченко, которая исполнила одну из главных ролей.
В 2010 году вышла двенадцатисерийная криминальная мелодрама «Женские мечты о дальних странах». Фролов играет в этом сериале роль Алексея, студенческого друга главного героя, который владеет компьютерным магазином, а затем становится директором крупного холдинга. В том же году вышел детективный сериал «Химик», где актер сыграл Вадима, друга и подельника главного героя, талантливого химика по имени Дмитрий, который изобрел сильнодействующий яд. Актер сыграл также роль полицейского в новогоднем киноальманахе «Елки-2» в 2011 году.
В криминальном сини-сериале «Собачья работа», который вышел в 2012 году, актер появился в роли соседа главного героя по имени Коля Величко. Сам главный герой, Илья, кинолог и капитан полиции, во время одной спецоперации потерял собаку-напарника и тяжело это переживает. Однако вскоре на попечении героя окажется другая собака, и даже не по его собственной воле.
Затем вышел фильм-притча «Иуда», об отношениях, которые сложились между Иисусом Христом и его учениками. Сергей Фролов играет в этом фильме роль Фомы. В том же году актер снялся в биографической мелодраме, посвященной жизни певца Петра Лещенко, в свое время известного исполнением народных и цыганских песен, а также романсов. Главную роль в этом фильме сыграл Константин Хабенский, а Фролову досталась роль пианиста Жоржа Ипсиланти.
Позднее вышла трагикомедия «ЧБ», где актер исполнил роль лейтенанта Смирнова. Главные герои этого фильма: два мелких бандита. В результате неудачной попытки ограбления один из них погибает и становится ангелом-хранителем для второго, который совсем этому не рад.
В мелодраме «Любовная сеть» снятой в 2015 году актер исполнил роль Лени Грачева. В фильме речь идет о женщине, которая вышла замуж за нелюбимого человека и вот уже двадцать лет ведет жизнь тихой и покорной домохозяйки. Однако нежданная встреча заставляет героиню пересмотреть свои взгляды на жизнь.
В том же период вышла мелодрама «Пуанты для плюшки» о бывшей балерине, которая располнела и мучается из-за скучной работы и мужа, чьи взгляды на жизнь героиню не совсем устраивают. Неожиданно героине подворачивается возможность сменить работу, знакомая предлагает ей преподавать балет. А на новой работе героиня встречает и нового мужчину. Сергей Фролов играет в этом фильме роль кондитера Алексея.
В комедии «Везучий случай!» актер исполняет роль Николая, шофера грузовика. Главные герои фильма, простые ребята из Екатеринбурга выигрывают громадную сумму денег: 43 млн рублей.
Высшая театральная премия Москвы «Хрустальная Турандот» как лучший дебютант театрального сезона 2002
Актерская премия «Кумир» в номинации «Надежда года».
Театральная премия «Чайка» в номинации «Прорыв»,
Премия фонда поддержки и развития театра Олега Табакова за роль в спектакле «Затмение»
Лауреат государственной премии России
2019 - Две сестры
2018 - Неопалимая купина
2018 - Игрок, дядя Паша
2017 - Язычники, гобоист
2017 - Везучий случай!, Николай, шофер грузовика
2016 - День до..., Слава, любовник Ларисы
2016 - Новелла №2 «Мишка»
2015 - Смотреть Пуанты для плюшки, Алексей, кондитер
2015 - Подлец, Лука
2015 - Пасечник-2, Тарас Сергеевич Борисенко
2015 - Железный кулак | Фильм №1
2015 - Сезонное обострение | Фильм №2
2015 - Старые долги Макарыча | Фильм №4
2015 - Медсестра, Федор-Георгий Пашков, пешеход-автоподставщик
2015 - Любовная сеть, Леня Грачев
2014 - ЧБ, Смирнов, лейтенант
2014 - Старшая дочь, Харитоша, осведомитель
2014 - Кодекс чести-7, Гоша Бурчихин
2014 - Мэр и Мария | 27-я серия
2013 - Стройка, Миша, бригадир рабочих
2013 - Петр Лещенко. Все, что было..., Жорж Ипсиланти, пианист
2013 - Пепел, Гоша Скрябин, землемер, деревенский дурачок
2013 - Папа напрокат, Илья Соломатин, папа Васи
2013 - Кремень. Освобождение
2013 - Иуда, Фома
2012 - Шпион, Юшка
2012 - Человек-приманка
2012 - Три товарища, Юра Водяхин, судмедэксперт
2012 - Собачья работа, Коля Величко, сосед Смагина
2012 - Берега, Алексей Николаевич Бредихин, налетчик
2011 - Ялта-45, хриплый майор
2011 - Пуля-дура 5, Найденов
2011 - Лучшее лето нашей жизни, Вадим
2011 - Казнокрады, Николай Максимович Павленко
2011 - Военно-полевая афера | Фильм № 3
2011 - Если бы да кабы, мент Леха
2011 - Елки-2, киноальманах, полицейский
2011 - Ромео и Алена
2011 - Дикий-2
2011 - Безумный юбилей, Сергей, сын Андрея Николаевича
2010 - Химик, Вадим Белов, друг и подельник Дмитрия
2010 - Плен страсти, Петр Крючков
2010 - Не надо печалиться, Гриша Фаусов, участковый
2010 - Москва. Центральный округ-3
2010 - Беглая невеста | Фильм №16
2010 - Масквичи
2010 - Женские мечты о дальних странах, Алексей Маклаков
2010 - Дочь Якудзы, жених
2010 - Гаражи, мужик в КПЗ
2010 - Принцесса бензоколонки | 6-я серия
2009 - Хранитель
2009 - Пуля-дура - 3, Найденов
2009 - Пуля-дура - 2, Найденов
2009 - Пестрые сумерки, Миша Пустовой, продавец в музыкальном магазине
2009 - Пелагия и белый бульдог, секундант
2008 - Тяжелый песок, Янкель
2008 - Сорокапятка, диверсант-радист
2008 - Разведчики. Последний бой, немец-радист
2008 - Пуля-дура, Найденов, оперативник
2008 - Плюс один, мужик в троллейбусе
2008 - Индиго, эпизод
2008 - Девять признаков измены, Коля
2007 - 2011 Папины дочки, профессор психологии Зубчинский
2007 - Юбилей, режиссер
2006 - Три девушки
2006 - Сыщики-5, Олег
2006 - Форс-мажор | Фильм 9
2006 - Кто приходит в зимний вечер..., директор фирмы
2006 - Кошачий вальс, Максим Львович, директор фабрики мягкой игрушки
2006 - Конец света, Гена Соколов
2006 - Грозовые ворота, розовощекий дядька
2005 - Счастье ты мое, Безруков
2005 - Первый после Бога, кок
2005 - Мистификация, Повар+Мокий Кифович
2005 - Королевские игры, слуга
2005 - Безумный день, или Женитьба Фигаро, Судья Бридуазон
2004 - Формула, Авдей Глебов
2004 - Ландыш серебристый-2, Коля
2004 - Линкольн и ледоруб | 10-я серия
2004 - Иванов и Рабинович, Василий Петрович Иванов
2003 - Чай, кофе, потанцуем..., Юра
2003 - Сыщики-2, Ред
2003 - Огонь небесный | Фильм 4
2003 - Смеситель, Серега
2003 - Северный сфинкс, Боровитинов
2003 - Прощание в июне, Гомыра, студент-дипломник
2003 - Ключ от спальни, лающий извозчик
2003 - Игры мотыльков, Кабан
2003 - Замыслил я побег, Веревкин
2003 - Дальний свет, Дмитрий
2002 - Шут Балакирев, Иван Балакирев
2002 - Олигарх, пионервожатый
2002 - Мужская работа - 2, Ислам Худойназаров, следователь прокуратуры
2002 - Копейка, художник
2002 - Азазель, привратник в университете
2002 - Коллежский регистратор | 1-я серия
2001 - Времена не выбирают, Славик Павловский
2000 - Истинные происшествия, или Безумный день монтера
1999 - Утро не время для девочек (короткометражный)
Жена - Елизавета Водолазская, актриса.
Сын - Михаил.