В 1989 году закончил Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ленина, в 1996 - архитектурный факультет Ленинградского института живописи, скульптуры и архитектуры им. И. Е. Репина (Академия художеств). В тот же год стал участником архитектурной программы «Urban Design Task Force» в Потсдаме, проводимой под патронажем Института архитектуры Принца Уэльского. В 1997 году стал одним из основателей и бессменным руководителем архитектурной мастерской «Витрувий и сыновья». Сергей Падалко – член Союза архитекторов России и Градостроительного совета при губернаторе города Санкт-Петербурга. Является доцентом кафедры архитектуры Академии художеств и профессором Международной академии архитектуры (МААМ).