Сергей Полунин родился в Украине (город Херсон), где с 4 до 8 лет занимался спортивной гимнастикой, а с 9 лет начал обучаться в Киевском хореографическом училище. В 13 лет уезжает на учебу в Школу Королевского балета в Лондоне. По окончании обучения через четыре года он начинает работу в Королевском балете и в возрасте 19 лет становится самым молодым премьером в его истории. В 2012 году Сергей по приглашению Игоря Зеленского приезжает в Россию и с 2012 по 2014 г. становится премьером музыкального театра им. Станиславского и Немировича-Данченко. С 2014 года - приглашенный солист. Одновременно приглашённый солист Новосибирского театра оперы и балета. С 2016 года — приглашённый солист Баварского балета (Мюнхен, Германия).