Предки происходят из мордовского села Кажлодка.
Родился в 1963 году в городе Большой Камень. Позже родители переехали в город Артём.
Учиться начинал в восьмилетней Школе № 1 города Артёма Приморского края. Окончил школу в селе Весёлый Яр, неподалёку от посёлка Ракушка.
После школы поступил в Дальневосточное высшее инженерное морское училище имени адмирала Невельского на факультет управления морским транспортом. Во время учёбы работал в порту докером, матросом.
В 1985 году окончил училище с отличием и, поступив в аспирантуру ДВВИМУ, остался на кафедре экономики морского транспорта и морского права заведующим лабораторией.
После аспирантуры работал во Владивостокском морском торговом порту грузчиком, начальником смены первого грузового района.
В 1999 году закончил Дальневосточную государственную академию экономики и управления по специальности «Финансы и кредит».
1989 год — заместитель директора по организации в акционерной компании «Дальлизинг».
В 1991 году создал и возглавил предприятие «Ролиз» (Российский лизинг), руководил им вплоть до избрания губернатором Приморского края. Первые годы предприятие занималось строительством судов, затем основным направлением его деятельности стала добыча рыбы.
В 1998 году возглавил Совет директоров обанкротившегося предприятия — Уссурийский масложиркомбинат, не оставляя руководство рыбодобывающим предприятием «Ролиз». Сегодня на базе комбината работает предприятие «Приморская соя», входящее в Клуб крупнейших налогоплательщиков Приморья.
В декабре 1998 года стал президентом банка «Приморье».
По итогам 2010 года был признан самым богатым чиновником в Дальневосточном федеральном округе.
6 февраля 2001 года прежний губернатор Евгений Наздратенко ушёл в отставку. При этом он поддержал Дарькина на последующих выборах.
17 июня 2001 года в ходе повторных выборов губернатора Приморского края набрал наибольшее число голосов избирателей — за него проголосовало 40,17 процентов избирателей, пришедших на избирательные участки.
25 июня 2001 года принёс присягу на внеочередном заседании Думы Приморского края и официально вступил в должность губернатора Приморского края.
В ноябре 2004 года было объявлено о его вступлении в партию «Единая Россия».
22 января 2005 года после встречи с Путиным обратился к нему с вопросом о доверии. 31 января 2005 года Путин внёс его кандидатуру на пост губернатора края. Решением Законодательного Собрания переутверждён (35 голосов из 36) на должность губернатора Приморского края, став первым назначенным губернатором в России.
5 января 2010 года президент Российской Федерации Дмитрий Медведев предложил кандидатуру Сергея Дарькина на утверждение парламентом Приморского края в качестве губернатора. 11 января 2010 года парламентарии утвердили Сергея Дарькина на посту главы региона. За продление полномочий действующего губернатора на третий срок проголосовал 31 депутат. Против высказался лишь один парламентарий..
28 февраля 2012 года президент Российской Федерации Дмитрий Медведев принял отставку Сергея Дарькина «по собственному желанию и по состоянию здоровья»..
Слухи о причастности Дарькина к криминальным структурам впервые появились в июне 2001 года. Одна из газет Владивостока со ссылкой на источники в правоохранительных органах сообщила, что среди местных бандитов Дарькин известен под кличкой Дарыч, а также Серега Шепелявый.
В 2002 году в программе Андрея Караулова «Момент истины» были показаны видеокадры, где Дарькин был изображён в окружении местных криминальных авторитетов. Губернатор поспешил опровергнуть слухи и подал иск на Караулова о защите чести, достоинства и деловой репутации. В октябре 2005 года Ленинский районный суд Владивостока удовлетворил иск губернатора.
В сентябре 2007 года в программе «Субботний вечер с Владимиром Соловьёвым», в которой, в частности, принимал участие экс-прокурор Приморского края Александр Аникин, депутат Госдумы Александр Хинштейн прямо заявил Аникину: «О какой борьбе с коррупцией можно говорить, если у вас в крае, первым в России, по новому закону, губернатором назначен Сергей Дарькин, более известный, как Серега Шепелявый…?».
В мае 2008 года в доме губернатора был проведён обыск по уголовному делу руководителя территориального управления Федерального агентства по управлению федеральным имуществом по Приморскому краю Игоря Мещерякова. Мещерякову было предъявлено обвинение в мошенничестве в крупном размере, сам он был заключён под стражу. В результате обыска был изъят сейф с документами. После обыска Дарькин попал в больницу.
Вслед за обыском в резиденции губернатора был проведен обыск в офисе ЗАО «Ролиз» — рыбодобывающей компании, совладельцем которой является жена губернатора Приморья Сергея Дарькина Лариса Белоброва. В ходе следственных мероприятий были изъяты бумажные и электронные носители информации, касающиеся коммерческой деятельности предприятия.
Жена — актриса и предпринимательница Лариса Белоброва. Заслуженная артистка России.
Первая (бывшая) жена: Дарькина Ирина Анатольевна. Девичья фамилия — Головизина. Дочь первого секретаря Приморского крайкома КПСС (1990—1991 гг.) Анатолия Головизина.
Дети (дочери) — Анна (от первого брака) и Ярослава, а так же падчерица (дочь Л. Белобровой от первого брака) Светлана.