Eisenstein sinh ra tại Riga trong một gia đình với bố là người Do Thái[2][3][4] và mẹ là người Nga theo Chính thống giáo.[5] Năm 1905, mẹ ông mang theo ông rời Riga để tới sống ở St. Peterburg[6] và sau đó ly dị với chồng bà khi bà quyết định bỏ gia đình tới Paris sinh sống [7]. Eisenstein sau đó học nghề kỹ sư và kiến trúc tại Viện Công nghệ Petrograd, ông gia nhập quân đội trong cuộc cách mạng Nga. Năm 1918, Eisenstein gia nhập Hồng Quân trong khi người cha lại ủng hộ phe đối lập[8]. Năm 1920, Sergei được chuyển tới làm vị trí lãnh đạo trong quân đội ở Minsk, sau khi thành công trong việc tuyên truyền cho Cách mạng tháng Mười. Vào thời gian này, Sergei học tiếng Nhật và tìm hiểu về sân khấu kịch kabuki của Nhật Bản[9], những nghiên cứu này đã đưa ông tới đất nước Nhật Bản. Năm 1920, Sergei chuyển tới Moskva và bắt đầu sự nghiệp nhà hát cho Proletkult[10]. Các tác phẩm của ông tại đó được đặt tiêu đề Mặt nạ phòng độc (Противогазы), Lắng nghe, Moskva (Слышишь, Москва) và Nhà thông thái (Мудрец)[11]. Eisenstein sau đó trở thành nhà thiết kế cho Vsevolod Meyerhold. Năm 1923, ông trở thành nhà phê bình lý luận sau khi viết bài Chắp ghép những trò giải trí (Монтаж аттракционов) cho tạp chí LEF[12]. Bộ phim đầu tiên của ông, Nhật ký của Glumov (Дневник Глумова)[13], cũng ra đời trong năm này.

Bộ phim Chiến hạm Potemkin (1925) nhận được đánh giá phê bình khắp thế giới nhưng chính tiếng vang về phê bình nghệ thuật mới giúp Eisenstein trở thành đạo diễn của Đường lối chung (Генеральная линия hay Старое и новое/Cũ và Mới) và rồi Tháng Mười (hay Mười ngày rung chuyển thế giới). Các nhà phê bình trên thế giới đánh giá cao bộ phim nhưng tại quê nhà những nỗ lực của ông trong xây dựng cấu trúc bộ phim về cấu trúc thao tác như góc máy quay, sự di chuyển của đám đông và việc dựng phim khiến ông và những người như Vsevolod Pudovkin và Alexander Dovzhenko bị chỉ trích nặng nề từ cộng đồng điện ảnh Xô Viết, họ buộc Sergei phải xuất bản các bài báo tự phê bình công khai để sửa đổi tầm nhìn của bộ phim cho hợp với triết lý hiện thực Xô Viết đang gia tăng thời bấy giờ.