Bondartschuk studiert an der Dramaturgischen Schule von Rostow/Don, muss aber bei Ausbruch des Zweiten Weltkrieges die Ausbildung beenden. Nach Kriegsende geht er an die Schauspielfakultät der Moskauer Filmhochschule VGIK unter dem Regisseur Sergej Gerassimow. Als Schauspieler debütiert er 1948 in "Die junge Garde" von seinem Lehrer Sergej Gerassimow.
In den letzten Jahren des Stalinismus gab es nur wenige lohnende Filme und Rollen, doch Bondartschuk hielt sich im Ruf als eindringlicher und sensibler Schauspieler. In zwei patriotischen Biografien von Nationalhelden spielt er die Hauptrollen: in Alexander Dowtschenkos erstem Farbfilm "Mitschurin" (1949) und unter der Regie von Igor Sawtschenko den russischen Dichter "Taras Schewtschenko" (1951), der auf Befehl des Zaren zum Militär geschickt wird und in einer Festung Dienst leisten muss. Und in Samson Samsonows Tschechow-Verfilmung "Die Grille" (1955) spielt er den schüchtern sensiblen Dr. Dimow.
1952 wird Sergej Bondartschuk mit dem Sowjetischen Staatspreis ausgezeichnet, im Jahre 1960 erhält er den Lenin-Preis. Er dreht unter den großen sowjetischen Regisseuren wie Alexander Stolper, Jurij Rajzman, Michail Romm und Frederic Ermler, bis 1959 seine zweite große Karriere als Regisseur beginnt. Hier zeigen sich seine Meriten: Stärke und Sensibilität. Er hatte bereits in einem Kurzfilm den Helden Solokow gespielt, jetzt inszeniert er ihn selbst und zeigt darin seine Nähe zu dem großen Landsmann Dowschenko.
Die inszenatorische Kraft dieses Films führte dazu, daß Bondartschuk die Regie für das vierteilige Epos "Krieg und Frieden"-Epos (1966/67) übertragen bekam. Unter seiner sensiblen Regie wird der Tolstoi-Film nicht zur riesigen Materialschlacht, sondern die einzelnen Charaktere und Schicksale erhalten durchaus Profil.
Ein Defizit an persönlichem Profil hat drei Jahre später die Gemeinschaftsproduktion von Mosfilm und Dino de Laurentiis, "Waterloo" (1970). In dem Napoleon-Film gibt es eindrucksvolle Showeffekte und Massenszenen, aber wenig, was wirklich berührt.
1971 spielt Bondartschuk eindringlich den "Onkel Wanja" bei Michail Michalkow- Kontschalowski. Eindrucksvoll, wenn auch gelegentlich übertrieben pathetisch, ist der 1975 entstandene Film über den Zweiten Weltkrieg, "Sie kämpften für ihre Heimat" nach Michail Scholochow. 1982 entsteht der zweiteilige Revolutionsfilm "10 Tage, die die Welt erschüttern" und "Mexiko in Flammen". Als Regisseur, Autor und Hauptdarsteller dreht er 1986 den "Boris Godunow".
Bondartschuk war stets ein konservativer Sowjetbürger, der sich aller reformistischen Tendenzen enthielt. In diesem Geist war ihm auch der Film "Bahnhof für Zwei" (1983) von Eldar Rjasanow zuwider. Als dieser 1984 in Cannes präsentiert wurde, nannte er ihn antisowjetisch. Damit erinnerte er ebenso unbewußt wie fatal an viele seiner amerikanischen Kollegen, die in der McCarthy-Ära viele berühmte Werke als "antiamerikanisch" bezeichnet hatten.