Сергей Петрович Никоненко родился 16 апреля 1941 года в Москве. В 1964-м окончил актёрский факультет, в 1972-м — режиссёрский факультет ВГИКа (мастерская С.А. Герасимова, Т.Ф. Макаровой). Первые роли в кино сыграл ещё будучи студентом в 1961 году - в фильмах «Жизнь сначала» и «Сердце не прощает».
Всего на счету актёра 216 киноработ - среди них роли в таких значительных картинах, как «Звонят, откройте дверь», «Война и мир», «Крылья», «Комиссар», «Освобождение», «Дворянское гнездо», «Преступление и наказание», «Хождение по мукам», «Неоконченная пьеса для механического пианино», «С любимыми не расставайтесь», «Тема», «Парад планет», «Зимний вечер в Гаграх», «Анкор, ещё анкор» и многих других. В качестве режиссёра снял фильмы «Трын-трава», «Ёлки-палки» и ещё 15 лент.
Жизнь актёра связана и с театром. Сергей Петрович 10 лет проработал в Театре-студии киноактёра, а впоследствии играл в антрепризных спектаклях «Нина» и «Стеклянная пыль».
Заслуженный и народный артист РСФСР, обладатель множества премий и наград, включая золотую медаль имени Довженко за фильм «Завтра была война», приз фестиваля «Созвездие» за лучшую главную мужскую роль в «Классике», главный приз фестиваля в Оберхаузене за лучшую дипломную режиссёрскую работу («Петрухина фамилия») и премию Гильдии актёров кино России «За выдающийся вклад в профессию».
