Sergei Bondarchuk sinh ngày 25 tháng 9 năm 1920 tại thành phố Kherson (Херсон) thuộc nước Cộng hòa Xô viết Ukraina nằm trong Liên Xô.

Khi còn nhỏ, Bondarchuk sống ở Yeisk và Taganrog, ông tốt nghiệp trường trung học số 4 ở thành phố cảng Taganrog bên bờ biển Azov năm 1938. Ngay từ khi còn ở Yeisk, cậu bé Sergei đã bắt đầu tham gia câu lạc bộ kịch của trường và đến năm 1937 cậu đã có được vai diễn đầu tiên trong một vở kịch của Nhà hát Taganrog.

Từ năm 1938 đến năm 1942, Sergei Bondarchuk theo học trường sân khấu ở thành phố Rostov trên sông Đông. Tốt nghiệp cùng với thời gian Chiến tranh vệ quốc vĩ đại bùng nổ, ông được gọi vào Hồng quân và chiến đấu chống lại phát xít Đức cho đến hết chiến tranh.