Сергей Гармаш появился на свет в Херсоне, в простой рабочей семье. Отец работал водителем, мама - диспетчером автостанции. Кроме Сергея в семье подрастал младший брат Роман. Кстати, несмотря на рабочие профессии родителей, людьми они были творческими, а познакомились в народном театре в Херсоне, где играли, как самодеятельные артисты.
Сам Сергей ни хорошим поведением, ни успеваемостью в детстве не отличался. Ни о каком театре он не думал, а мечтал поступить в мореходку. В то же время мама мечтала, чтобы сын стал профессиональным артистом и сама подала за него документы в Днепропетровское театральное училище. Сергей особо сопротивляться не стал, тем более, что экзамены были намного проще, чем в мореходном, где требовалось знание технических предметов.
Отучившись, он получил диплом артиста кукольного театра и некоторое время проработал актером-кукольником. Но это амплуа амбициозного юношу не устраивало, и отслужив 2 года в армии, он отправился в Москву. С первого раза ему удалось поступить в школу-студию МХАТ на курс Михаила Тарханова. После окончания института, в 1984 году талантливого юношу приняли в театр "Современник", что было по тем временам редким исключением - ведь московской прописки у артиста не было.
Театру Сергей отдал 30 с лишним лет своей жизни и ушел оттуда лишь в 2020 году, после ухода из жизни худрука театра Галины Волчек. А вот с кинематографом сложилось не сразу. В 80-х и 90-х он снимался в основном в небольших ролях. Первая большая популярность к нему пришла в самом конце 90-х, когда на экраны вышел первый сезон сериала "Каменская", где Гармаш сыграл одну из главных ролей. Сегодня он входит в топ самых востребованных отечественных актеров, а его фильмография насчитывает более 190 работ в самых разных проектах.
Личная жизнь актера сложилась давно и очень счастливо. Супругу Инну Тимофееву он встретил в школе-студии МХАТ. 16-летняя первокурсница Инна была на 7 лет моложе Сергея, и ему пришлось около 2 лет добиваться ее расположения.
На 4 курсе они сыграли скромную свадьбу на Украине, у родителей Сергея. В 1988 году на свет появилась дочь Даша, а спустя 18 лет, в 2006 году - их поздний, но такой долгожданный сын Иван. Несмотря на все проблемы и кризисы их совместной жизни, супруги все сумели преодолеть и счастливы вместе уже более 35 лет.