Родился 21 октября 1971 во Орджоникидзе. В возрасте пяти лет Сергей Гуриев переехал с семьёй в Киев, где окончил среднюю школу.
В 1988 году поступил в Московский физико-технический институт и переехал с родителями в Москву. В 1993 закончил с отличием МФТИ. В 1994 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Некоторые математические модели формирования инвестиций и сбережений», получил учёную степень кандидата физико-математических наук. В 1997—98 годах стажировался на экономическом факультете Массачусетского технологического института. С 1998 года работает в Российской экономической школе. В 2001 защитил докторскую диссертацию по теме «Неденежные формы расчёта в российской экономике». В качестве приглашённого профессора преподавал на экономическом факультете Принстонского университета в 2003—2004 академическом году. Является научным сотрудником Центра по исследованиям в области экономической политики Centre for Economic Policy Research(Лондон) и соредактором журнала Economics of Transition (Лондон).
Входил в первую сотню кадрового резерва президента России.
В 2010 году соведущий программы «Послезавтра» на радиостанции «Эхо Москвы».
В 2013 году Сергей Гуриев эмигрировал во Францию.
28 мая 2013 года Гуриев подал в отставку с поста ректора РЭШи пояснил, что находится в отпуске в Париже. 30 мая совет директоров РЭШ удовлетворил заявление об отставке. Тем не менее, Гуриев сохранил профессорскую должность в школе.
Во Франции Сергей Гуриев занимает должность пожизненного профессора экономики парижской Школы политических наук Sciences Po. Занимается научными исследованиями, преподаёт 3 часа в неделю (72 часа в год), читает студентам микроэкономику и политэкономику.