Сергей Маковецкий носит фамилию матери, так как его отец ушёл из семьи ещё до его рождения.

Учась в киевской средней школе № 126, Сергей Маковецкий активно занимался спортом — фигурным катанием и водным поло. О сцене или о чём-то подобном не помышлял, но учительница английского языка пригласила его сыграть роль Аркашки Счастливцева в пьесе «Лес» Александра Островского. Маковецкий вспоминал, что выучил роль за день, а во время спектакля добавил хромоту своему герою, чтобы не отвлекаться на волнение. После исполнения этой роли Маковецкий захотел стать актёром.

В Киевский государственный институт театрального искусства имени И. К. Карпенко-Карого, куда он пробовал поступать, его не приняли. Тогда Сергей пошёл работать в Государственный академический театр русской драмы имени Леси Украинки монтировщиком декораций.

Через год, в 1976 году, Сергей отправился в Москву поступать в театральные вузы. Пробовал поступать в Школу-студию МХАТ, но принимавший экзамены Константин Райкин и набиравший в тот год курс Олег Табаков его не приняли. Однако Маковецкому удалось поступить в Высшее театральное училище имени Б. В. Щукина на актёрский курс, художественным руководителем которого была Народная артистка РСФСР Алла Александровна Казанская. По окончании училища в 1980 году актёр был принят в труппу Государственного академического театра имени Е. Б. Вахтангова, где служит по настоящее время.

Сергей Маковецкий прожил пятнадцать лет в общежитии, в том числе уже после получения почётного звания «Заслуженный артист Российской Федерации» (1992).

В 2013 году принял участие в создании клипа «Мы летим» на песню из благотворительного мультсериала «Летающие звери» и снялся там. Также в клипе снялись Чулпан Хаматова, Андрей Макаревич и Вячеслав Бутусов.