Serhiy Bubka sinh ra tại Voroshilovgrad (nay là Luhansk). Ban đầu là một vận động viên điền kinh khá ở nội dung chạy 100 m và nhảy xa, nhưng chỉ từ khi chuyển qua thi đấu ở nội dung nhảy sào ông mới chứng tỏ mình là một vận động viên hàng đầu thế giới. Năm 1983, hãy còn vô danh trên trường đấu quốc tế, Bubka đã giành ngay chức vô địch tại Giải vô địch thế giới tổ chức ở Helsinki, Phần Lan. Năm tiếp theo ông đã thiết lập kỷ lục thế giới đầu tiên với mức xà 5 m 75. Ông khoác áo đội tuyển Liên Xô cho đến khi quốc gia này tan rã vào cuối năm 1991. Hệ thống thể thao Liên Xô tặng thưởng cho những vận động viên lập kỷ lục thế giới mới. Bubka nổi tiếng với việc phá kỷ lục thế giới từng chút một, thậm chí đến từng 1 cm. Điều đó cho phép ông có thể thường xuyên được thưởng và trở nên thu hút sự chú ý trong các giải đấu điền kinh.

Ông có một con trai hiện là vận động viên quần vợt chuyên nghiệp cùng tên Serhiy Bubka.