До шести років жив в Північній Кореї, куди після Другої світової війни направили його батька[6].
У 14-річному віці грав у виставі «Далечінь безмежна» за п'єсою Миколи Вірта у Великому драматичному театрі. На роль хлопчика юного Сергійка запросив Ігор Владимиров (працював на той час режисером-стажистом у ВДТ і поставив спектакль спільно з режисером Розою Сиротою), зустрівши його випадково на Невському проспекті. Прем'єра відбулася 15 листопада 1958 року.
Разом з однокласником Левом Додіним займався в Театрі Юнацької Творчості (ТЮТ) при Ленінградському палаці піонерів під керівництвом Матвія Дубровіна.
Закінчив режисерський факультет ВДІКу (майстерня МихайлаРомма і Олександра Столпера).
У 1969 році почав працювати на «Мосфільмі», дебютувавши як режисер в тому ж році двома новелами з оповідань Антона Чехова в кіноальманаху «Сімейне щастя».
На Вищих курсах сценаристів і режисерів з початку 1980-х рр. читає лекції з кінорежисури, у 1982—1984 роках керував майстернею дитячого фільму[7].
У 1996 році був режисером туру передвиборної кампанії Бориса Єльцина під назвою «Голосуй, або програєш».
Сергій Соловйов викладає у ВДІКу на режисерському факультеті, керує режисерською та акторською майстернями, професор.
У 2002 році виступив ініціатором створення міжнародного фестивалю кінематографічних дебютів «Дух вогню» в Ханти-Мансійську і є його незмінним президентом[8].
У січні 2019 року в Москві почав роботу Театр-студія САС під керівництвом народного артиста Росії Сергія Соловйова.
Пізніше Сергій Соловйов також об'єднав свої фільми «Асса», «2-Асса-2» (2008) і «Анна Кареніна» (2009) в трилогію[12]. Фільм «2-Асса-2» став продовженням стрічки «Асса» і своєрідним повнометражним «трейлером» до «Анни Кареніної», з якою пов'язаний за змістом. «Анна Кареніна», що знімалася досить тривалий час, існує в двох варіантах — як повнометражний кінофільм і п'ятисерійний телевізійний серіал. Сам режисер каже, що два варіанти «Анни Кареніної» — це два різних фільми[13].
Заслужений діяч мистецтв РРФСР (31 грудня1976 року) — за заслуги в галузі радянського кіномистецтва[20]
Подяка Президента Російської Федерації (6 серпня2009 року) — за великий внесок у розвиток вітчизняного кінематографічного мистецтва і багаторічну творчу діяльність[21]
Подяка Президента Російської Федерації (11 липня1996 року) — за активну участь в організації та проведенні виборчої кампанії Президента Російської Федерації в 1996 році[22]
1972 — Станційний доглядач — Гран-прі Венеціанського фестивалю телевізійних фільмів