Сергей Брин родился 21 августа 1973 года в городе Москва. В возрасте пяти лет вместе с семьей переехал на постоянное местожительство в США. Досрочно получил диплом бакалавра по специальности «Математика и вычислительные системы» в Мэрилендском университете. Получал стипендию от Национального научного фонда США. Основной областью научных исследований являлись технологии сбора данных из неструктурированных источников, больших массивов научных данных и текстов.
В 1993 году Брин поступил в Стэнфордский университет в Калифорнии, где получил диплом магистра и начал работать над диссертацией. Уже во время учебы стал интересоваться Интернет-технологиями и поисковыми машинами. Является автором нескольких исследований на тему извлечения информации из больших массивов текстовых и научных данных, написал программу по обработке научных текстов.
В 1995 году в Стэнфордском университете Сергей Брин встретился с другим аспирантом-математиком - Лэрри Пейджем. Первоначально яростно спорили при обсуждении любых научных тем, но затем подружились и объединились для создания поисковой системы для своего кампуса. Вместе написали научную работу «Анатомия системы крупномасштабного гипертекстного Интернет-поиска», в которой содержится прообраз их будущей сверхуспешной идеи.
Брин и Пейдж доказали состоятельность их идеи на университетской поисковой машине google.stanford.edu, разработав ее механизм в соответствии с новыми принципами и 14 сентября 1997 года зарегистрирован домен google.com. Последовали попытки развития идеи и превращения ее в бизнес. Со временем проект покинул стены университета и сумел собрать инвестиции для дальнейшего развития. В 1998 году вместе основали компанию Google.
Совместное дело росло, приносило прибыль и даже продемонстрировало завидную устойчивость в момент краха доткомов, когда разорились сотни других компаний. В 2004 году имена основателей названы журналом Forbes в списке миллиардеров.
Сергей Михайлович является автором десятков публикаций в ведущих американских академических журналах, а также периодически выступает на различных внутренних и международных научных, деловых и технологических форумах. Нередко выступает перед прессой, в телевизионных передачах, рассказывая о своих взглядах на технологии поиска и ИТ-отрасль в целом. Компания занимается гигантскими благотворительными инвестициями.
Сооснователь Google, крупнейшей в мире поисковой системы интернета, президент Alphabet Inc Сергей Брин женился во второй раз. Избранницей стала юристка Николь Шанахан: генеральный директор компании ClearAccessIP, работающая в области патентов и интеллектуальной собственности. Их роман длился уже два года. В конце 2018 года Николь родила Брину дочь. Свадьба проходила в узком кругу родных и друзей.