Родился в Москве в старинной дворянской семье. Отец, Пётр Павлович Мельгунов (1847—1894) — профессор Московского университета, известный историк, ботаник и педагог, из дворянского рода Мельгуновых. Мать, Надежда Фёдоровна Грушецкая (17.08.1853) — из дворянского рода Грушецких. Дедом Сергея по матери был двоюродный брат декабристов Матвея и Сергея Муравьевых-Апостолов Федор Александрович Грушецкий, который также был привлечен к дознанию по делу декабристов. Среди предков Мельгунова был и вельможа времен царствования Екатерины Алексей Петрович Мельгунов (1722—1788). Родственниками Сергею Мельгунову приходились известный общественный деятель XIX века Николай Александрович Мельгунов, который сотрудничал с Герценом, а также Юлий Николаевич Мельгунов, известный дирижёр и композитор. В 1899 году оканчивает гимназию и идет далее по стопам отца, поступая на историко-филологический факультет Московского университета. По время учебы участвует в работе научного студенческого кружка, публикует 2 популярные брошюры: «Карл Великий» (1899 год) и «Арабы и Магомет» (1901 год). Брошюры получают положительные оценки в русской печати. Вскоре кружок преобразуют в историческую комиссию при Учебном отделе Общества распространения технических знаний, председателем которой становится Сергей Мельгунов. В 1904 году окончил историко-филологический факультет Московского университета. Сразу после окончания университета некоторое время занимался преподаванием в московских частных гимназиях и входил в Педагогическое общество при Московском университете. С 1900 по 1916 годы Мельгунов публиковался в разных периодических изданиях, в том числе в газете «Русские ведомости», где опубликовал более 250 статей по различным тематикам, в первую очередь церковным. В 1906 году член партии кадетов. С 1907 года член Народно-социалистической партии. В 1905—1906 гг. участвовал в создании издательств «Народное право» и «Свободная Россия», а также первого в России Союза свободных книгоиздателей. В 1911 году Мельгунов организовывает свое самое известное предприятие — кооперативное издательское товарищество «Задруга», председателем правления которого он оставался до ликвидации последнего большевиками в 1922 году. К этому моменту Мельгунов окончательно получает признание как профессиональный историк высокого класса. Значительный отклик получили многие из его работ, а к моменту высылки большевиками из России Мельгунов успевает издать 2 книги: «Из истории религиозно-общественных движений в России XIX в.» в 1919 году и «Религиозно-общественные движения XVII—XVIII вв. в России» в 1922 году. В 1913—1923 годы редактор-издатель журнала «Голос Минувшего». Во время войны Мельгунов оказывал поддержку мерам, направленным на повышение обороноспособности страны. Одновременно он активно протестовал против охватившего многих угара шовинизма. Мельгунов даже вышел из московского Литературно-Художественного кружка в ответ на предложенные его членами меры по исключению из него лиц с немецкими фамилиями. В 1915 предпринял попытку объединения социалистических сил России путем организации газеты народнического направления «Наша жизнь», но попытка не удалась из-за доноса агента полиции, посчитавшего, что, раз в списке ее сотрудников есть Мельгунов, значит от газеты следует ожидать «самого неприятного». В 1917 году общественно-политическая деятельность Мельгунова стала еще более активной. Сергей Петрович в феврале находился в Петрограде и стал непосредственным свидетелем событий, связанных с февральской революцией. Это позволило ему впоследствии отражать ход революционных событий с учетом личных наблюдений. В марте 1917 года вошел в состав организационного комитета партии народных социалистов и был избран на первом же съезде в апреле в состав ее ЦК. Мельгунов занимал пост товарища Председателя ЦК Трудовой народно-социалистической партии (ТНСП) и одновременно редактировал московские печатные органы: журнал «Народный социалист» и «Народное слово». В марте 1917 года получил назначение ответственного за обследование и прием архивов Министерства внутренних дел, Московской духовной консистории и Миссионерского совета. Возглавил Комиссию по разработке политических дел г. Москвы (Архив политических дел Москвы) согласно специального Декрета Временного правительства от 22 марта 1917 года. Эти назначения в архивы дали возможность историку приступить к изданию в 1918 году серии «Материалы по истории общественного и революционного движения в России» в издательстве «Задруга». Однако, несмотря на грандиозные планы, выпустить удалось лишь один сборник двумя изданиями в 1918 году — сборник документов Московского охранного отделения «Большевики». Сборники «1905 год», «Майский погром в Москве в 1915 году», «Ходынка», «Русская провокация», «Цензурная политика самодержавия» и некоторые другие напечатать не успели. 19 апреля 1918 года Комиссия была ликвидирована большевиками. В созданный на ее месте Архивно-политический отдел при СНК Москвы и Московской области доступ Мельгунову был закрыт. Сергей Петрович встретил Октябрь 1917 года настороженно, но подписание большевиками Брестского мира заcтавило Мельгунова уже вступить в борьбу с властью большевиков. С точки зрения идеологической, убежденный социалист Мельгунов, для которого главной ценностью были «интересы человеческой личности как таковой», также не мог примириться с «пролетарской диктатурой» и классовым террором как «революционной целесообразностью». В программной статьей «Борьба до конца», призывая русскую интеллигенцию объединиться против большевиков, заявлял, что «у нас когда-то был один общий враг. И теперь вновь он только один. Для борьбы с ним в данный момент должны объединиться все интеллигентные демократические силы» («Народное Слово», 1918, 21 апр., с. 5). Один из немногих социалистических деятелей, вступивших в сотрудничество с подпольными монархическими организациями. В борьбе с большевиками Мельгунов становится руководителем «Союза Возрождения России» и «Тактического центра», с апреля 1919 года вынужден перейти даже на полулегальное положение. В этот период Сергей Петрович был подвергнут новой властью 25 обыскам и 5 арестам. По делу «Тактического центра» был арестован 7.02.1920 и в августе приговорён к смертной казни, заменённой 10 годами тюремного заключения; освобождён 15.02.1921 под давлением научной общественности, благодаря заступничеству В. Н. Фигнер, П. А. Кропоткина, Н. С. Тютчева, Н. А. Морозова и других, но в мае 1922, по окончании процесса над партией эсеров, вновь арестован и приговорен к ссылке в г. Чердынь; в октябре 1922 года выслан за рубеж, так как в этот раз приговоры по процессам Тактического Центра и партии эсеров были заменены высылкой за границу. В список высылаемых Мельгунов попал благодаря настойчивости В. Н. Фигнер, и, таким образом, стал эмигрантом вопреки своему собственному желанию. Вскоре после высылки из России Мельгунов был лишен и советского гражданства, поводом для чего стали публикации за рубежом его статей и книги о красном терроре. Перед самым отъездом из Советской России С. П. Мельгунов уполномочивается Советом товарищества «Задруги» на открытие заграничного отдела, а также на распоряжение принадлежавшими ему суммами. Это позволяет Мельгунову организовать в Берлине издательство «Ватага» как подразделение «Задруги». В эмиграции продолжает оставаться членом Заграничного комитета Трудовой Народно-социалистической партии (ТНСП). Издавал в 1923—28 годы совместно с В. А. Мякотиным и Т. А. Полнером историко-литературный журнал «На чужой стороне» (с 1926 — «„Голос Минувшего“ на чужой стороне»). Наряду с П. Н. Милюковым автор первого в эмиграции научного анализа истории Февральской, Октябрьской революций и Гражданской войны. В 1920-50 годы написал серию книг, ценных фактическим содержанием. В 1925 году Мельгунов переезжает в Прагу, где и издаются его сборники, начиная с 9-го номера. В 1926 переехал в Париж. Здесь выпускаются его сборники «Голос минувшего на чужой стороне» в 1926—1928 годах в издательстве «Н. П. Карбасников». Полагал необходимым создание единого антикоммунистического фронта всего политического спектра русской эмиграции. С 1926 года несколько лет принимал участие в издании политического еженедельника «Борьба за Россию», в первую очередь предназначавшийся для распространения в Советской России. Политическая программа еженедельника, не только отвергала какие бы то ни было контакты русской эмиграции с Советской Россией, но и призывала к борьбе с нею в полном соответствии с заявлением самого Мельгунова в печати, что вооружённая борьба — это единственное средство свержения власти большевиков. Против этой программы выступила б́ольшая часть эмиграции: от П. Н. Милюкова до А. Ф. Керенского. Поддержку Мельгунову в этом вопросе оказала только группировка П. Б. Струве. Направлению работы еженедельника соответствовали и собственные публикации С. П. Мельгунова. В феврале — мае 1931 года публикуются фрагменты книги «Чекистский Олимп», где Мельгунов дает портреты «вождей» и организаторов ВЧК, с которыми автору пришлось общаться во время арестов 1919—1922 годов: Ф. Э. Дзержинского, В. Р. Менжинского, М. С. Кедрова, Н. В. Крыленко. Современный историк-биограф С. П. Мельгунова д.и.н. Ю. Н. Емельянов не исключает возможности того, что эти очерки и легли в основу книги Р. Б. Гуля «Дзержинский. Менжинский. Петерс. Лацис. Ягода», изданной в Париже в 1935 году. Работа в еженедельнике «Борьба за Россию» приводит С. П. Мельгунова к сотрудничеству с секретными офицерскими эмигрантскими организациями и сторонником активных действий против советской власти генералом А. П. Кутеповым, осуществлявшими связь через своих подпольных агентов с «подъяремной Россией». Работа «Борьбы за Россию» оказалась связанной со "Вторым «Трестом», принявшим в качестве программы деятельности программу борьбы за Россию С. П. Мельгунова. Советская контрразведка при помощи провокаторов, осведомителей и слежки преуспела в ликвидации этой подпольной организации, и Мельгунову пришлось на некоторое время прекратить направленную против Советской России политическую деятельность. Неудача политических акций и недостаток финансирования привели к концу еженедельника «Борьба за Россию». Накануне Второй мировой войны Сергей Петрович получает широкую известность в качестве активного автора множества исторических исследований. Был подготовлен сборник «Дела и люди Александровского времени», куда вошли все его работы на эту тему еще из российских публикаций. В работе был и второй том работы Мельгунова по тематике декабристов. Однако не работы, начатые или написанные целиком в России обеспечили историку то особой место, по праву им занимаемое в русской историографии: слава Мельгунова как историка является результатом всеобщего признания в профессиональных, а также широких кругах, которое он снискал в эмиграции благодаря своим исследованиям русской революции и Гражданской войны. Впоследствии Мельгунов сосредотачивает свои научные интересы именно на этой теме и выпускает целый ряд работ: «На путях к дворцовому перевороту: заговоры перед революцией 1917 года» (Париж, 1931 год), «Н. В. Чайковский в годы гражданской войны» (Париж, 1929 год), «Гражданская война в описании Милюкова» (Париж, 1929 год), «Трагедия адмирала Колчака» (Белград, 1930—1931), «Золотой немецкий ключ к большевицкой революции» (Париж, 1940) Во время Второй мировой войны, находясь под Парижем, решительно отверг любую форму сотрудничества с Германией. В послевоенные годы выступал против просоветских настроений в эмиграции, утверждал, что «Сталину нельзя верить», «надежда на мирную эволюцию большевистской власти, на мирное сожительство с красным самодержавием утопия». На этой платформе издавал с 1946 года сборники «Свободный голос» (далее под др. назв.: в 1948-57 — «Российский демократ», № 15-27). В 1950-54 редактор журнала «Возрождение». С 1948 председатель Союза борьбы за свободу России, с 1951 председатель координационного центра антибольшевистской борьбы. Реабилитирован в 1992 г.
