Сергей Петрович Сухомлин родился 10 июня 1962 году в г. Пенза, в России.
В 1967 году семья переехала в г. Слуцк. Поступил на учебу в среднюю школу № 10, потом перевёлся в среднюю школу №7.
В детстве увлекался мото- и автоспортом. Являлся участником многих соревнований по техническим видам спорта. Увлечение музыкой началось в восьмом классе. Уже к десятому классу Сергей стал заметным гитаристом в Слуцке, начал играть на танцплощадках, концертах. Появились первые самостоятельно заработанные деньги.
По окончании школы родители настояли на поступлении в Белорусский политехнический институт. Учёбе уделял не много внимания – все пять лет работал в институтской группе «Конкур».
В начале 90-х годов Сергей оказался в маленьком городке со звучным названием Каменец и согласился работать художественным руководителем в местном доме культуры в студии «Музыкальный подвал». Каждому из своих юных дарований Сергей написал по несколько песен, с которыми чуть позже они стали появляться в программе «Телебом» на Первом национальном телеканале. Это и считается началом карьеры Сергея как композитора и аранжировщика.
После Каменца работал в студии Солигорска в составе группы «Карусель» штатным композитором-аранжировщиком.
Сергей писал песни и предлагал их молодым белорусским артистам. Первые, с кем тогда познакомился, – Инна Афанасьева и Александр Солодуха. С самых первых песен Солодухи, Алеси, Гюнешь, Смоловой, Бьянки к композитору пришла популярность. Потом Эдуард Ханок попросил написать хит для его дочери Светланы, написал два альбома для Виктора Калины.
На счету музыканта более десятка джазовых композиций, а также песни для кинофильмов. За свою творческую карьеру Сухомлин сочинил более 500 песен.
В 1995 году получил приз «Композитор года» за песню «Купальская» в исполнении Алеси. В 1998 запел сам. В 2004 году получил приз «Лучший аранжировщик года», кроме стихов, музыки и аранжировок занимается продюссированием, звукорежиссурой.
Песни Сергея Сухомлина неоднократно пытались завоевать сердца зрителей на международном конкурсе «Евровидение». В мае 2006 года Сергей Сухомлин в составе делегации от Беларуси принимал участие в «Евровидении», как композитор белорусской песни «Mum» («Мама») в исполнении Полины Смоловой. В финале отборочного тура на «Евровидение-2012» Полина Смолова с песней «Майкл» заняла седьмое место.
Участвует в Международном фестивале искусств «Славянский базар в Витебске», других престижных музыкальных форумах.