Он родился 16 марта 1935 года в творческой семье — мама преподавала музыку, отец был актёром. Вместе с родителями маленький Серёжа часто переезжал с места на место — успел пожить в Саратове, Андижане и Москве, где его отец на протяжении нескольких лет занимал должность художественного руководителя Цирка на Цветном бульваре. Юный Юрский поначалу мечтал о карьере циркового артиста, но со временем интересы поменялись. После войны семья обосновалась в Ленинграде, и Сергей сосредоточился на учёбе — школу он окончил с золотой медалью и без проблем поступил на юридический факультет ЛГУ.
Родители всегда старались оградить сына от актёрского мира, но творческие гены дали о себе знать. Юрский начал посещать театральную студию и так увлёкся процессом, что после третьего курса решил отчислиться с юрфака и посвятить себя сцене. Он перевёлся в Ленинградский театральный институт имени Островского, а уже на втором курсе пополнил труппу БДТ.
Его дебют на большой сцене состоялся в постановке «В поисках радости», а спустя несколько лет Юрский стал одним из ведущих актёров товстоноговского театра. Он играл Чацкого в «Горе от ума», Тузенбаха в «Трёх сёстрах», Фердыщенко в «Идиоте». В 60-х имя Юрского было известно каждому ленинградскому театралу. В стенах БДТ он впервые попробовал себя и в качестве режиссёра — поставил спектакль «Мольер» по Булгакову, где сам исполнил главную роль. В конце 70-х актёр перебрался в столицу и принял приглашение в труппу Театра имени Моссовета. Этой сцене он остался верен до конца дней, выступил режиссёром восьми спектаклей, в которых сам играл.
Карьера Сергея Юрского в кино началась ещё в студенчестве. Актёр промелькнул в крохотной роли прохожего с булочкой в комедии «Улица полна неожиданностей». Первая известность пришла к Юрскому после роли дикаря по имени Чудак в фильме Эльдара Рязанова «Человек ниоткуда» — в прессе картину приняли неоднозначно, однако на исполнителя главной роли обратили внимание. Вскоре Юрского пригласили сыграть директора Викниксора в ленте «Республика ШКИД» — фильм получил несколько наград не фестивалях детского кино, а актёра полюбили зрители всех возрастов.
Сергею Юрскому предоставился уникальный шанс — он стал первым Остапом Бендером отечественного кинематографа, получив главную роль в фильме Михаила Швейцера «Золотой телёнок». Режиссёр с самого начала видел в главной роли именно Юрского, но в Госкино потребовали провести пробы. Среди кандидатов оказались Владимир Басов, Александр Пороховщиков, Николай Губенко и Владимир Ильин, однако Юрский всё равно был убедительнее. Как и книжному Остапу Бендеру, на момент съёмок ему было 33 года.
После этого в фильмографии актёра было ещё немало ярких ролей. Помимо карьеры в кино, Юрский успешно выступал как чтец с произведениями классических и современных авторов, озвучивал мультфильмы и писал сценарии. Под псевдонимом Игорь Вацетис актёр выпустил несколько книг прозы и поэзии собственного сочинения. Проявил он себя и в качестве кинорежиссёра — в 1990 году экранизировал свою повесть «Чернов».
Сергей Юрский был женат дважды. Его первой избранницей стала актриса Зинаида Шарко, брак с которой продлился семь лет. Детей у пары не родилось, а о причинах расставания оба предпочитали молчать. Любовь на всю оставшуюся жизнь актёр повстречал во время работы над спектаклем «Большая кошачья сказка». С третьекурсницей ЛГИТМИКа Натальей Теняковой они должны были играть молодожёнов — юная студентка сразу влюбилась в талантливого и опытного партнёра, но ответного чувства тогда не последовало.
Лишь спустя несколько лет, когда актрису приняли в труппу БДТ, Сергей обратил на неё внимание. Они поженились в 1970 году и больше уже не расставались. Юрский и Тенякова были звёздами театральной сцены, но больше всего зрителям запомнилось их совместное появление на экране в знаменитой комедии «Любовь и голуби», где они сыграли бабу Шуру и дядю Митю. И хотя на экране актёры часто бывали «в контрах», в жизни счастливо прожили вместе почти полвека. По признанию Натальи Теняковой, секрет их семейного долголетия прост: им никогда не было скучно друг с другом. Супруги воспитали дочь Дарью, которая пошла по стопам родителей и тоже стала актрисой.
В последние годы Сергей Юрский страдал сахарным диабетом. В кино он не снимался с 2011 года, когда на экраны вышло сразу два проекта, в которых Юрский перевоплотился в ярких исторических персонажей — сыграл Сталина в биографической драме «Товарищ Сталин» и поэта Бориса Пастернака в сериале «Фурцева». 8 февраля 2019 года актёр почувствовал себя плохо. У него резко подскочил сахар в крови, родственники вызвали скорую, но медики не успели прийти на помощь. Сергей Юрский скончался от остановки сердца на 84-м году жизни.