Сергей Образцов родился 22 июня 1901 года по старому стилю, но отмечал он свой день рождения 5 июля – по-новому.
Отец Сергея Образцова - Владимир Николаевич Образцов - академик АН СССР, лауреат Государственных премий СССР, учёный и специалист по эксплуатации железнодорожного транспорта.
В 1918 году Сергей Образцов стал студентом Высших художественно-театральных мастерских ("Вхутемас"), учеником А.Е.Архипова и В.А.Фаворского, но через несколько лет поступил в Музыкальную Студию Московского Художественного театра, и с 1922 года он стал актёром МХАТа-2.
С середины 1930-х годов он был известен как артист эстрады и создатель пародийного жанра "романсов с куклами".
В 1931 году Образцов создал уникальный театр кукол, и более шестидесяти лет являлся его бессменным руководителем. Он много сделал для разработки теории и методики театра кукол, определения его жанровых особенностей, изобретения новых систем кукол, вырастил и воспитал несколько поколений блистательных актёров, режиссёров, сценографов, художников и драматургов театра кукол, которые работают в сотнях театров нашей страны и в десятках стран мира.
Система режиссерской, актёрской работы, изложенная Образцовым в книгах "Актёр с куклой" в 1938 году и "Моя профессия" в 1950 году - уникальный документ. Своё литературно-теоретическое наследие он также оставил в книгах "Эстафета искусств", "По ступенькам памяти", "Моя кунсткамера", "О том, что я увидел, узнал и понял во время двух поездок в Лондон" и "Театр китайского народа".
Сергей Образцов - создатель жанра документального киномонолога, автор фильмов "Кинокамера обвиняет", "Удивительное рядом", "Невероятная правда" и "Кому он нужен, этот Васька".
Творческий путь Сергея Образцова был отмечен спектаклями, вошедшими в золотой фонд отечественного и мирового театрального искусства. Среди них были постановки "По щучьему велению" в 1936 году, "Кот в сапогах" в 1937 году, "Волшебная лампа Аладдина" в 1940 году, "Король-Олень" в 1943 году, "Весёлые медвежата" в 1945 году, "Необыкновенный концерт" в 1946 году, "Божественная комедия" в 1961 году, "Дон Жуан" в 1975 году и многие другие спектакли.
Сергей Образцов скончался 8 мая 1992 года, и был похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.