Народився Сергій Мартинчук 13 липня 1984 року у м. Коростишів Житомирської області.
З вересня 1999 року по червень 2003 року навчався у Київському транспортному економічному технікумі.
2006 року закінчив Національний транспортний університет, факультет економіки підприємства, за спеціальністю "економіст".
2013 року закінчив Національну академію державного управління при Президентові України, факультет Вищих керівних кадрів, магістр державного управління. Автор магістерської роботи "Децентралізація управління житловим фондом комунальної власності".
З липня 2003 до липня 2007 року Сергій Мартинчук працював інженером відділу експлуатаційних та ремонтних матеріалів ТОВ "Укравтозапчастина" (Київ).
З липня 2007 по березень 2008 року – заступник директора із зовнішньоекономічної діяльності, директор ТОВ "Укрдорресурс" (Київ).
З липня 2008 року по жовтень 2011 року – головний спеціаліст відділу економічного аналізу та прогнозування Головного управління житлового господарства Київської міської державної адміністрації (КМДА).
З жовтня 2011 року по вересень 2013 року – начальник управління житлово-комунального господарства Солом'янської РДА у Києві.
З вересня 2013 року по липень 2014 року – директор Департаменту житлової політики Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України.
З липня 2014 року по серпень 2014 року – головний спеціаліст сектору контролю за рекламною діяльністю та торгівлею на відстані управління захисту прав споживачів та реклами Державної інспекції України з питань захисту прав споживачів.
З 19 серпня 2014 року до 16 липня 2019 року обіймав посаду голови Печерської РДА. Був звільнений президентом Володимиром Зеленським 16 липня 2019 року у зв'язку із закінченням терміну повноважень президента Петра Порошенка.
Сергій Мартинчук одружений із Мартинчук Вікторією, з якою виховує доньку Кіру.
31.10.2019