Родился в Москве в 1974 году. Его отец, математик по образованию, работал экономистом в Госплане СССР. Мать – инженером в НИИ. Американская карьера семьи Брин началась после эмиграции в 1979 году – по специальной программе по переселению в США советских граждан, имеющих еврейские корни. Родители Сергея оказались востребованы в Штатах строго по профилю – как сильный математик и как авиационный инженер. Его отец Михаил Брин преподавал математику в университете Мэриленда. Увлечение математикой отца привело к тому, что и Сергей, и его младший брат Сэм с раннего возраста чувствовали себя и уютно в окружении клавиатур и мониторов. После университета Мэриленда Сергей учился в Стэнфордском университете (Калифорния), где окончил докторантуру. После многих трудностей в 2001 году задуманная им система Google вышла на прибыль, которая стала быстро расти. В настоящее время Сергею Брину приходится уделять все больше времени организационной работе. Он помнит свои российские корни и создателя Google можно иногда увидеть в «Русской чайной комнате Кати» – ресторане в Сан-Франциско.
В 2004 году Сергею Брину и Ларри Пейджу была присуждена престижнейшая премия Маркони. Ее удостаиваются люди, совершившие значительные открытия в области коммуникационных технологий.