Родился в семье театрального режиссёра Доната Исааковича Мечика и литературного корректора Норы Сергеевны Довлатовой.
С 1944 года жил в Ленинграде. В 1959 году поступил на отделение финского языка филологического факультета Ленинградского университета имени Жданова и учился там два с половиной года. Из университета был исключён за неуспеваемость.
В 1978 году из-за преследования властей Довлатов эмигрировал, поселился в Нью-Йорке, где стал главным редактором эмигрантской газеты «Новый американец», печатался в престижном журнале «The New Yorker».
За двенадцать лет эмиграции издал двенадцать книг в США и Европе. В СССР писателя знали по самиздату и авторской передаче на Радио «Свобода».
Сергей Довлатов умер в Нью-Йорке от сердечной недостаточности. Похоронен на кладбище «Маунт Хеброн».
7 сентября 2014 года в Нью-Йорке открыли улицу Сергея Довлатова.
Список фильмов, в которых участвовал(а) Сергей Довлатов