Сергей Лейферкус родился в Ленинграде в 1946 году. В 1972 году окончил Ленинградскую государственную консерваторию. Артистическую карьеру начал еще студентом консерватории в Ленинградском государственном театре музыкальной комедии, где пел партию Мистера Икс в оперетте «Принцесса цирка» Кальмана. В 1971 году стал лауреатом Всесоюзного конкурса певцов имени М. И. Глинки в Вильнюсе, на следующий год был принят в труппу Малого театра оперы и балета имени М. П. Мусоргского.
В 1977 году принял участие в постановке оперы «Война и мир» Прокофьева (режиссеры – Борис Покровский и Никита Никифоров, дирижер – Юрий Темирканов) в Ленинградском театре оперы и балета имени С. М. Кирова (ныне Мариинский). В 1979 году исполнил на сцене театра партию Чичикова в опере «Мертвые души» Щедрина, в том же году стал солистом труппы. В 1982 году принимал участие в музыкальном фестивале в Уэксфорде, в 1983 году выступил с оркестром Берлинской филармонии под управлением Курта Мазура. В эти же годы возрастает его мировая известность. С 1988 года Лейферкус поет в Королевском театре Ковент-Гарден, с 1992 года – на сцене Метрополитен-оперы в Нью-Йорке.
Сегодня Лейферкус выступал в крупнейших театрах мира, среди которых Венская государственная опера, Опера Бастий, театр Шатле (Париж), Ла Скала (Милан) и Театр Колон (Буэнос-Айрес). Постоянный гость оперных фестивалей в Эдинбурге, Брегенце, Глайндборне, Тэнглвуде, Уэксфорде и Зальцбурге, фестиваля «Равиния» в Чикаго. Регулярно выступает с концертными и камерными программами в Москве, Санкт-Петербурге, Нью-Йорке, Лондоне, Амстердаме, Вене, Милане и других городах мира. Многократно сотрудничал с Бостонским, Нью-Йоркским, Монреальским, Берлинским, Лондонским симфоническими оркестрами, с такими выдающимися дирижерами, как Клаудио Аббадо, Зубин Мета, Сейдзи Озава, Юрий Темирканов, Валерий Гергиев, Бернард Хайтинк, Неэме Ярви, Курт Мазур и Джеймс Левайн.
В репертуаре артиста около пятидесяти оперных партий, среди которых Евгений Онегин и Мазепа в одноименных операх Чайковского, князь Игорь («Князь Игорь» Бородина), Рупрехт («Огненный ангел» Прокофьева), князь Андрей («Война и мир» Прокофьева), Набукко, Макбет и Симон Бокканегра в одноименных операх Верди, Амонасро, Дон Карлос, Яго («Аида», «Сила судьбы» и «Отелло» Верди), Дон Жуан («Дон Жуан» Моцарта), Тельрамунд, Альберих и Клингзор («Лоэнгрин», «Золото Рейна» и «Парсифаль» Вагнера). Около трети репертуара Сергея Лейферкуса составляет русская музыка XIX и XX вв.
Певец записал около сорока компакт-дисков. Запись первого CD песен Мусоргского в его исполнении номинирована на премию «Грэмми», а запись полного собрания песен Мусоргского (4 CD) была отмечена призом Diapason d‘Or. Каталог видеозаписей Сергея Лейферкуса включает оперные постановки в Мариинском театре («Евгений Онегин» Чайковского, «Огненный ангел» Прокофьева) и Королевской опере Ковент-Гарден («Князь Игорь» Бородина, «Отелло» Верди), три различные версии «Пиковой дамы» Чайковского (Мариинский театр, Венская государственная опера, Глайндборнский фестиваль) и «Набукко» Верди (фестиваль в Брегенце). Сергей Лейферкус дает мастер-классы и преподает в Берлине, Торонто, Москве, Бостоне и Олдборо.