Сергей Воробьев родился 14 февраля 1965 года в городе Астрахань. Его отец - хореограф, создатель коллектива народного танца. Мать - инженертиолог. Закончил Астраханское культпросветучилище по специальности «актер», долгое время работал в другой отрасли.
В начале девяностых годов снялся в полнометражной картине «Прыжок Тигра».
В 2006 году познакомился с режиссером Андреем Щербининым, был приглашен на кастинг сериала Литейный, 4 после был утвержден на роль командира спецназа.
Партнеры Сергея по съемочной площадке: Евгений Сидихин, Армен Джигарханян, Сергей Селин, Андрей Федорцов, Алексей Нилов, Анастасия Мельникова, Борис Галкин, Семен Стругачев, Дарья Юргенс, Максим Дрозд, Андрей Зибров, Павел Майков, Александр Большаков и др. Актер так же выступает как каскадер и постановщик боевых сцен(трюков).
Имеет черный пояс - 4 дан по каратэ Сетокан, 2 дан по джиу-джитсу годай рю, 1 дан по тхэквондо ВТФ. Владеет многими видами огнестрельного, холодного оружия, умеет плавать под водой и профессионально водит разные виды автотранспорта.