Сергей Сергеев-Ценский родился 18 сентября 1875 года в селе Бабино, ныне — село Преображенье Рассказовского района Тамбовской области, в семье учителя. Отец — Николай Сергеевич Сергеев, участник Севастопольской обороны 1854-55 годов, мать — Наталья Ильинична, терская казачка, родители умерли в 1891 году. С пяти лет жил в Тамбове. В 1890 году окончил уездное училище, поступил в приготовительный класс Екатерининского учительского института, начал писать стихи. В 1892 году в «Тамбовских губернских ведомостях» был опубликован его первый прозаический опыт «Кочетовская плотина». В это время он прибавляет к своей фамилии псевдоним Ценский, который взят писателем от названия реки Цны, на берегах которой прошло его детство. В 1895 году с отличием окончил Глуховский учительский институт. После окончания института по собственному волеизъявлению отбыл воинскую повинность. Службу проходил в 19-м Костромском пехотном полку, дислоцированному в Волынской губернии. За время службы дослужился до чина прапорщика, после чего вышел в отставку.
Первые литературные публикации относятся к 1898 году. Был учителем до 1904 года. В 1904—1905 годах принимал участие в русско-японской войне, в 1905 был демобилизован в запас. В 1906 купил участок земли на Орлиной горе в Алуште. С этого времени литература стала его главным делом.
В 1914 году с началом Великой войны был мобилизован в штаб ополченческой дружины в Севастополе, откуда позже был переведён в запасной 3 очереди 400-й пехотный Хортицкий полк, в 1915 году уволен в запас по болезни в чине поручика. За границей не был. С конца Первой мировой войны жил в Крыму. В 1919 году женился на Христине Михайловне Наумовой.
После начала Великой Отечественной войны эвакуировался с женой в г. Куйбышев, затем в г. Алма-Ату.
В 1943 году был избран действительным членом Академии Наук СССР и получил степень доктора филологических наук за произведения о русских классиках. В 1944 году вернулся в Алушту.
Умер 3 декабря 1958 года. Похоронен в Алуште на территории своего дома-музея.
С 1900 года Сергеев-Ценский начинает писать рассказы, а в 1901 году в Павлограде вышел поэтический сборник «Думы и грёзы».
В 1907 году вышел принёсший литературную известность роман «Бабаев».
К наиболее известным произведениям писателя относится исторический роман-эпопея «Севастопольская страда», посвящённая первой обороне Севастополя в 1854—1855 годах.
На протяжении более 40 лет Сергеев-Ценский создает свой эпический цикл «Преображение России», включающий двенадцать романов, три повести и два этюда. Время действия всего цикла — от начала Первой мировой войны и до Февральской революции; все произведения, входящие в цикл, объединены между собой несколькими действующими лицами. При этом пять романов, написанных в 1934—1944 годах и повествующих о событиях войны, отличаются тем, что в них приведены различные исторические документы, выдержки из газет и комментарии.
