Родился в купеческо-дворянской семье. Отец, народоволец Абрам Яковлевич Ауслендер был родом из еврейской купеческой семьи; умер в ссылке в Сибири вскоре после рождения сына. Со стороны матери предки C. А. Ауслендера были из старинного ярославского дворянского рода, мать, Варвара Алексеевна, приходилась сестрой М. А. Кузмину.
Учился в гимназиях Киева, Москвы, Нижнего Новгорода. Окончил 7-ю классическую гимназию (1906, Санкт-Петербург). Учился на историко-филологическом факультете императорского Петербургского университета (1910). Дружеские отношения поддерживал с М. А. Кузминым, который и ввел его в круг петербургской богемы. В 1910 году женился на актрисе Надежде Александровне Зборовской (сестре критика, драматурга, шахматного обозревателя Евгения Александровича Зноско-Боровского).
Не принял Октябрьскую революцию, и в начале 1918 года покинул Петроград: сначала жил в Москве, затем в Екатеринбурге и Омске. Был военным корреспондентов в белой армии, в 1918—1919 годах жил и работал в колчаковском Омске. В 1919—1922 гг. работал в детдоме под Томском.
В 1922 г. вернулся в Москву, работал там заведующим литературной частью в ТЮЗе, писал главным образом историко-революционную беллетристику для юношества.
22 октября 1937 года был арестован. Расстрелян. Родственникам сообщили, что он «Умер от прободения язвы в 1943 г.»
Дебютировал в печати в 1905 году рассказами в «Вестнике средне-учебных заведений». С 1906 сотрудничал в журнале «Золотое руно». Печатался в «Москве», «Весах», «Утре России», «Речи», «Аполлоне» (вёл литературную и театральную хронику), «Новом журнале для всех», «Ниве» и других. Автор рассказов, повести «У фабрики», романа «Последний спутник» (Москва, 1913), пьес «Ставка князя Матвея», «Изумрудный паучок» и других произведений. «Беллетрист-стилизатор и драматург в общей литературе» — так охарактеризует его творчество тех лет «Литературная энциклопедия 1929—1939».
Л. Мартынов в своих воспоминаниях напишет, что в детстве его впечатлил сборник «Золотые яблоки»: «пронзительная книга, чья ретроспекция была направлена в недалёкое смутно предрекаемое будущее».
Сергею Ауслендеру посвящено стихотворение Николая Гумилёва «Маркиз де Карабас».