Сергей Давидович Ливнев родился 16 апреля 1964 в Москве. Мать — кинооператор и кинорежиссёр Марина Евсеевна Голдовская, отец — режиссёр и сценарист, профессор ГИТИСа Давид Григорьевич Ливнев. Дед — Евсей Михайлович Голдовский, учёный-изобретатель в области кинотехники.
После окончания в 1987 году ВГИКа работал как сценарист и драматург. В 1988 году он написал сценарий фильма "Асса", ставшего одним из самых успешных российских фильмов, снятых « на заре перестройки». В 1989 г. была опубликована его пьеса «Созидатель", поставленная на сцене Московского ТЮЗа. Позже, в 1991 году по этой пьесе также был снят фильм « Любовь по заказу». В 1990 году вышли "Тело" и "Мои люди", снятые по написанным Сергеем сценариям.
В 1989-1990 гг. Сергей стал соавтором сценария совместных американо-российских проектов "Одиссей" для PBS и "К свету" для Neo Modern.
В 1991 году он написал сценарий к картине "Вкус свободы", спродюсированной компанией Ролана Йоффе “Lightmotive" для Turner Network Television.
Тогда же в 1991 году году он основал ( вместе с В. Тодоровским и И. Толстуновым) ТТЛ, одну из первых независимых российских кинокомпаний. Он стал режиссером, сценаристом и продюсером фильма "Кикс", который с успехом прошел в прокате в1992 году и получил много призов на различных фестивале в России и за рубежом, в том числе на МКФ в Карловых Варах. В 1994 году он стал продюсером, режиссером и соавтором сценария фильма " Серп и Молот". Этот фильм получил Гран-При кинофестиваля в Сан-Рафаэле, приз кинофестиваля в Салониках, а также еще ряд призов на других российских и международных кинофестивалях.
В период с 1991 по 1998 гг. был продюсером ряда успешных российских фильмов, в числе которых "Любовь" и "Страна глухих" Валерия Тодоровского, "Русский рэгтайм" Сергея Урсуляка, "Мечты идиота" Василия Пичула и «Змеиный источник» Николая Лебедева.
В 1995 году он был назначен директором и председателем правления студии им. Горького, второй по величине государственной киностудии. За время своей работы на Киностудии им. Горького (1995-98 г.г.) он смог создать для киностудии, испытывавшей финансовые трудности, прочную экономическую базу, что позволило выпустить 15 фильмов , а также организовал подразделение, занимающееся производством телепрограмм ( «Звезды ХХ1 века», 1998, а также ряд других программ для РТР и НТВ). Имя Киностудии им. Горького стало ассоциироваться с именами молодых талантливых российских режиссеров нового поколения.
С 1997 по 1998 годы являлся членом Совета по культуре при Президенте РФ и Комиссии по Государственным премиям РФ.
В 1999 году уехал в Америку, так как, по его словам, считал, что в России кино закончилось.
Сергей покинул Киностудию им. Горького и снова стал независимым продюсером. Но на этот раз в Голливуде.
В период с 2000 по 2004 год Сергей спродюсировал пять фильмов: «Арена» (реж. Т. Бекмамбетов), «Изгнанник» (реж. Н. Лебедев), «Второй фронт» (реж. Д. Фикс), «В июне 41-го» (реж. М. Пташук)
В 2003 году Сергей организовал дистрибьюторскую компанию Machina, которая приобретает фильмы для дистрибуции в России и на Украине.
В 2006-07 годах выступил как продюсер комедийного 100-серийного сериала «Трое Сверху» (телеканал Рен ТВ)
В 2008-2009 годах выступал продюсером картин различного жанра, среди которых «Гитлер капут!», «Любовь в большом городе» и «Любовь в большом городе 2», «Гоп-стоп». Также в 2009 году спродюсировал документальный фильм «Девственность» (реж. Виталий Манский). 14 апреля 2011 года выйдет в прокат картина «ПираМММида», на стадии продакшна находится комедия «Ржевский против Наполеона».
Был женат на певице и актрисе Алике Смеховой. В настоящее время в разводе. Двое детей