Сергей Иванович родился в Челябинской области. После института в 1975 году приехал работать в Оренбург на ПО «Стрела», где прошел путь от инженера-технолога до генерального директора. В 2003 году ушел с завода в политику: занял сначала должность первого заместителя главы администрации Оренбургской области – начальника управления по промышленности, транспорту и связи, потом - первого вице-губернатора – первого заместителя председателя Правительства, а затем стал председателем Правительства – первым вице-губернатором Оренбургской области.
Однако с машиностроительным заводом связь не разорвал: в 2010 году на освобожденной основе продолжил работу председателем Совета директоров ОАО «ПО «Стрела», который возглавляет с 2007 года.
Председателем Законодательного Собрания Оренбуржья Сергея Грачева избрали 24 марта 2011 года. Через пять лет был переизбран. Кроме этого Сергей Иванович - член Правления РСПП, председатель Правления Оренбургского областного союза промышленников и предпринимателей (работодателей).
День своего рождения главный парламентарий региона проводит не на рабочем месте. Как сообщили в Законодательном Собрании Оренбургской области, с 3 февраля он находится в двухнедельном отпуске.