Окончил Казахский сельскохозяйственный институт в 1960 году. В 1960—1963 годах работал главным агрономом в совхозах Семипалатинской области. В 1963—1966 годах являлся аспирантом, в 1966—1967 годах — старшим научным сотрудником КазНИИ экономики и организации сельского хозяйства. В 1967—1976 годах работал начальником подотдела, заместителем начальника отдела, в 1974—1976 годах — заместителем председателя Госплана Казахской ССР.
С 1981 года до закрытия являлся членом ЦК Компартии Казахской ССР. В 1982—1985 годах — первый заместитель министра сельского хозяйства, ректор Республиканской высшей школы управления агропромышленным комплексом, с ноября 1985 по 1987 год — первый заместитель председателя Госагропрома Казахской ССР. В 1987—1991 годах являлся постоянным представителем Совета Министров Казахской ССР в Москве при Совете Министров СССР, в 1990—1991 годах — заместителем председателя Верховного Совета Казахской ССР. Избирался депутатом Верховного Совета Казахской ССР 11-го созыва.
Председатель Верховного Совета РК (1991 — декабрь 1993).
В 1994 году Абдильдин ушёл в оппозицию
С апреля 1996 года — первый секретарь ЦК Компартии Казахстана.
С октября 1999 года — сопредседатель Форума демократических сил Казахстана.
Баллотировался на выборах президента страны в 1999 году, по итогам выборов набрал 857 386 голосов или 11,70 процента от общего числа принявших участие в голосовании избирателей, заняв второе место после действующего президента Н. А. Назарбаева.
С февраля 2002 года — член политсовета ОО «Демократический выбор Казахстана».
В декабре 2002 года стал членом постоянно действующего Совещания по выработке предложений по дальнейшей демократизации и развитию гражданского общества, которое было создано по распоряжению президента Казахстана Н. А. Назарбаева и существовало до июня 2005 года.
С 2004 года является заместителем председателя Союза коммунистических партий — КПСС.
2 ноября 2004 года стал членом Национальной комиссии по вопросам демократии и гражданского общества, созданной как консультативно-совещательный орган при Президенте Республики Казахстан.
20 марта 2006 года после расформирования Национальной комиссии по вопросам демократии и гражданского общества при Президенте Республики Казахстан была создана Государственная комиссия по разработке и конкретизации программы демократических реформ в Республике Казахстан, членом которой стал Серикболсын Абдильдин.
17 апреля 2010 года прошёл пленум ЦК и ЦКК Компартии Казахстана, на котором на посту первого секретаря партии Серикболсына Абдильдина заменил Газиз Алдамжаров. По словам Г. Алдамжарова идея смены руководства принадлежала самому Абдильдину — о своём уходе он говорил около четырёх лет, а за два года обращался к Алдамжарову, чтобы он принял партию.
Награждён двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденом «Знак Почёта». Орденом «Барыс», международным орденом «Содружество», орденом «Партийная доблесть», шестью медалями СССР и тремя медалями Республики Казахстан.
Жена — Абдильдина Лаура Исенгельдиевна профессор, доктор экономических наук. Дочь Гаухар — врач, кандидат медицинских наук, доктор философии. Сын Срым - инженер, доктор экономических наук. Внуки Асель, Адель и Чингис учатся в школе.