Sergio Sergeev-Tsensky nació el 18 de septiembre de 1875 en el pueblo de Babino, que ahora se llama Preobrazhenie y se encuentra en el distrito de Rasskazovo en la región de Tambov. Su padre, Nikolai Sergeyevich Sergeev, participó en la defensa de Sebastopol en 1854-1855, y su madre, Natalia Ilinichna, era una cosaca del Terek. Los padres fallecieron en 1891. Desde los cinco años vivió en Tambov. En 1890 terminó la escuela de distrito y se matriculó en la clase preparatoria del Instituto de Maestros de Ekaterinburgo, donde comenzó a escribir poemas. En 1892 se publicó su primera prosa "La presa de Kochetov" en los "Boletines de la provincia de Tambov". En ese momento, añadió a su apellido el seudónimo Tsensky, tomado del nombre del río Tsna, cuyas orillas marcaron su infancia. En 1895 se graduó con honores del Instituto de Maestros de Glukhov y, por deseo propio, sirvió en el ejército. Sirvió en el 19º Regimiento de Infantería de Kostroma en la provincia de Volinia, alcanzó el rango de subteniente y se retiró.

Sus primeras publicaciones literarias aparecieron en 1898. Hasta 1904 trabajó como maestro. En 1904-1905 participó en la guerra ruso-japonesa y en 1905 fue desmovilizado. En 1906 adquirió un terreno en la montaña Orlina en Alushta, después de lo cual se dedicó completamente a la literatura.

Con el inicio de la Primera Guerra Mundial en 1914, fue movilizado al cuartel del destacamento de milicias en Sebastopol, y más tarde fue trasladado al 400º Regimiento de Infantería Horticultural. En 1915 fue dado de baja por enfermedad con el rango de teniente. Después de la guerra vivió en Crimea y en 1919 se casó con Kristina Mikhailovna Naumova.

Con el inicio de la Gran Guerra Patria, se evacuó con su esposa a Kuibyshev, luego a Almaty. En 1943 se convirtió en miembro de pleno derecho de la Academia de Ciencias de la URSS y obtuvo el grado de doctor en ciencias filológicas por sus trabajos sobre los clásicos rusos. En 1944 regresó a Alushta.

Falleció el 3 de diciembre de 1958 y fue enterrado en Alushta, en el terreno de su casa-museo.

Desde 1900, Sergeev-Tsensky comenzó a escribir cuentos, y en 1901 se publicó su colección de poesía "Pensamientos y sueños" en Pavlograd. En 1907 se publicó la novela "Babaev", que le trajo fama literaria. Entre sus obras más conocidas se encuentra la novela histórica-épica "El sufrimiento de Sebastopol", dedicada a la primera defensa de Sebastopol en 1854-1855.

Durante más de 40 años, Sergeev-Tsensky trabajó en el ciclo épico "La transformación de Rusia", que incluye doce novelas, tres relatos y dos estudios. El período de acción del ciclo abarca desde el inicio de la Primera Guerra Mundial hasta la Revolución de Febrero, y todas las obras están unidas por varios personajes comunes. Cinco novelas, escritas entre 1934 y 1944 y dedicadas a los eventos de la guerra, son notables por el uso de diversos documentos históricos, extractos de periódicos y comentarios.