С. П. Никоненко родился 16 апреля 1941 года в Москве в семье Петра Никаноровича (1898—1979) и Нины Михайловны (1913—1991) Никоненко. С 13 лет Сергей стал готовиться к карьере актёра, занимаясь в драматическом кружке и в студии художественного слова. По окончании школы поступил во ВГИК, на курс С. А. Герасимова и Т. Ф. Макаровой. Дипломный спектакль во ВГИКе — «Карьера Артуро Уи». По окончании ВГИКа в 1964 году работал в Театре-студии киноактёра (до 1974 года). В 1971 году окончил режиссёрский факультет ВГИК.
В 1974 году дебютировал как кинорежиссёр и сценарист.
Весной 2000 и 2008 годов заменял И. В. Квашу в программе «Жди меня».
Муж актрисы Екатерины Ворониной
Роли в кино
1. 1961 — Сердце не прощает
2. 1961 — Жизнь сначала
3. 1962 — Люди и звери — Юра
4. 1962 — 49 дней
5. 1962 — Путь к причалу — милиционер
6. 1963 — Шурка выбирает море
7. 1963 — Это случилось в милиции — солдат Краченко
8. 1964 — Мирное время
9. 1965 — Звонят, откройте дверь — пионервожатый Петя
10. 1965 — Там, где цветут эдельвейсы
11. 1965 — Чёрный бизнес
12. 1965 — Так я пришел (Венгрия) — Коля
13. 1966 — Душечка — дирижёр
14. 1966 — Рогатая зелёная змеюка
15. 1966 — Крылья — Сергей Быстряков
16. 1967 — Война и мир — офицер на батарее
17. 1967 — Журналист — редактор газеты Реутов
18. 1967 — Звёзды и солдаты — казачий офицер
19. 1967 — Комиссар
20. 1967 — Места тут тихие
21. 1967 — Николай Бауман — Виктор
22. 1968 — Мне было 19 (ГДР)
23. 1968 — А я уезжаю домой
24. 1969 — Белый взрыв — Николай Спичкин
25. 1969 — Дворянское гнездо — Гришка
26. 1969 — Золотые ворота
27. 1969 — Неподсуден — второй пилот
28. 1969 — Странные люди
29. 1970 — Красная площадь — матрос Володя Кольцов
30. 1970 — Спокойный день в конце войны (к/м)
31. 1970 — Преступление и наказание
32. 1971 — Пой песню, поэт — Сергей Есенин
33. 1971 — Ехали в трамвае Ильф и Петров
34. 1971 — Петрухина фамилия
35. 1971 — Держись за облака
36. 1972 — Мраморный дом — Малахитов
37. 1972 — Освобождение — Сашка Голубев
38. 1973 — За облаками небо — Евгений
39. 1973 — Два дня тревоги
40. 1974 — Земляки — Семён Громов
41. 1974 — Птицы над городом — Вишняков
42. 1974 — Первое и второе
43. 1975 — Там, за горизонтом — Саенко
44. 1975 — Волны Черного моря
45. 1976 — Принимаю на себя
46. 1976 — Долги наши
47. 1976 — Трын-трава — Стёпка
48. 1976 — Фантазии Веснухина — отец Кирилла
49. 1977 — Неоконченная пьеса для механического пианино — лакей Яша
50. 1977 — Далекий марш
51. 1977 — Хождение по мукам
52. 1978 — Пока безумствует мечта
53. 1978 — Целуются зори
54. 1978 — Отец Сергий
55. 1979 — Безответная любовь
56. 1979 — Впервые замужем
57. 1979 — Встреча
58. 1979 — С любимыми не расставайтесь — Шумилов
59. 1979 — Тема — милиционер
60. 1980 — Поздние свидания
61. 1980 — Ты должен жить
62. 1980 — Холостяки
63. 1980 — Расколотое небо
64. 1981 — Цыганское счастье — Денис Иванович
65. 1981 — Шестой — Глотов
66. 1982 — Инспектор ГАИ — инспектор ГАИ Зыкин
67. 1982 — Будь здоров, дорогой! — рассказчик
68. 1982 — Свидание
69. 1983 — Летаргия
70. 1983 — Люблю. Жду. Лена — Степаныч
71. 1984 — Если можешь, прости
72. 1984 — Парад планет — водитель Афонин
73. 1984 — Любочка — настройщик
74. 1985 — Зимний вечер в Гаграх — балетмейстер
75. 1985 — Джура — охотник из Минархара
76. 1985 — Корабль пришельцев
77. 1985 — Прыжок
78. 1985 — Солнце в кармане
79. 1986 — Дополнительный прибывает на второй путь
80. 1986 — Обвиняется свадьба — Пилип, дядя жениха
81. 1986 — Была не была ТВ
82. 1986 — От зарплаты до зарплаты
83. 1987 — Завтра была война — директор школы
84. 1987 — Уполномочен революцией — Фрунзе
85. 1987 — Лиловый шар — коноед
86. 1987 — Жизнь одна…
87. 1987 — Про любовь, дружбу и судьбу — Антипов
88. 1988 — Ёлки-палки! — Николай Николаевич Князев
89. 1988 — Лапта (к/м)
90. 1988 — Хлеб — имя существительное — Николай
91. 1989 — Жизнь по лимиту
92. 1989 — Пиры Валтасара, или Ночь со Сталиным — Ворошилов
93. 1989 — Сталинград — генерал Родимцев
94. 1990 — Бес в ребро — Жигунов
95. 1990 — Испанская актриса для русского министра — Чапаев
96. 1990 — Мои люди
97. 1990 — Нелюдь, или В раю запрещена охота
98. 1991 — Агенты КГБ тоже влюбляются — Пирожков
99. 1991 — Брюнетка за 30 копеек
100. 1991 — Виват, гардемарины! — Чернышев
101. 1991 — Моя соседка
102. 1991 — Рабэ вумен
103. 1991 — Семьянин
104. 1991 — Умирать не страшно
105. 1992 — Анкор, ещё анкор! — капитан Иван Крюков
106. 1992 — В поисках золотого фаллоса
107. 1992 — Время вашей жизни
108. 1992 — Игра всерьёз — Дыскин
109. 1992 — Контрабандист
110. 1992 — Сезон обнажённого сердца
111. 1992 — Фанданго для мартышки
112. 1993 — Ангелы смерти — генерал Родимцев
113. 1993 — Не хочу жениться!
114. 1993 — Хочу в Америку — Петр Петрович
115. 1994 — Трагедия века — генерал Родимцев
116. 1994 — Анекдотиада, или История Одессы в анекдотах — Де Рибас
117. 1994 — Мастер и Маргарита
118. 1995 — Московские каникулы
119. 1996 — Шрам (Cicatriz)
120. 1996 — Кафе «Клубничка» — Петр Петрович
121. 1997 — Время танцора
122. 1998 — Классик — Горский
123. 1997 — Грешная любовь — Нестор
124. 1997 — Дети понедельника — Олег
125. 1998 — Сочинение к Дню Победы — Нечипоренко
126. 1998 — Райское яблочко — повар
127. 1999 — Китайский сервиз — Арсений Мышко
128. 2000 — Истинные происшествия — священник
129. 2000 — Новый год в ноябре — Семочкин
130. 2000 — Ростов-папа — поэт
131. 2001 — Я — кукла — Батя
132. 2001 — Идеальная пара — Пантелей Сидорович Лукошин (серия 6 — «Особенности эмоциональных выборов»)
133. 2001 — Северное сияние — Павел
134. 2001 — Дикарка
135. 2002 — Порода — Степан Иванович, отец Оли
136. 2002 — Только раз
137. 2003 — А поутру они проснулись — клиент медвытрезвителя, слесарь из бойлерной
138. 2003 — Пан или пропал — инспектор Ларс Мульдгорд
139. 2003 — Родина ждет — Моршанский-старший
140. 2003 — Ребята из нашего города — генерал
141. 2004 — О любви в любую погоду — Эдуард Павлович
142. 2004 — Граф Крестовский — Саврасов
143. 2005 — Гибель Империи — генерал Ренненкампф
144. 2005 — С днём рождения, королева! — Иван Алексеевич Едалов, русский генерал
145. 2005 — «Новый русский» романс — Соломин
146. 2005 — Косвенные улики — Даев
147. 2005 — Звезда эпохи — Вова
148. 2006 — Театр обреченных — следователь прокуратуры Захаров
149. 2006 — Пушкин: последняя дуэль — Никита Козлов
150. 2006 — Печорин. Герой нашего времени — Максим Максимыч
151. 2006 — Парк советского периода — комдив Чапаев
152. 2006 — Охотник
153. 2006 — Вы не оставите меня — режиссер
154. 2007 — Старики — Полковники — Олег Борисович Стаценко
155. 2007 — Лузер — Павел, инспектор ГАИ
156. 2007 — Ленинград — Капитан-артиллерист
157. 2007 — Встречная полоса — инспектор Иван Волков
158. 2008 — Пассажирка
159. 2008 — Мустанг — генерал Зорин
160. 2008 — Братья — Иван
161. 2009 — Черта с два — «Папа»
162. 2010 — О чём говорят мужчины — капитан теплохода
163. 2011 — «Кедр» пронзает небо — Серов, Иван Александрович
