Сергей Топоренко родился в 1973 году в Днепропетровске, окончил Днепропетровское музыкальное училище и Национальную музыкальную академию Украины (Киевскую консерваторию) по классу скрипки Богодара Которовича, совершенствовал мастерство в аспирантуре, которую окончил с отличием в 2001 году.
Лауреат республиканских и международных конкурсов. Сотрудничал с Валерием Гергиевым, Виктором Третьяковым, Юрием Башметом, Лианой Исакадзе, Гидоном Кремером и другими выдающимися музыкантами.
В 1997–2004 годах – концертмейстер Государственного камерного ансамбля «Киевские солисты», в 2000–2014 работал в оркестре «Филармония наций» под управлением Юстуса Франтца.
В 2014–2018 – концертмейстер симфонического оркестра Приморской сцены Мариинского театра (Владивосток), с 2018-го работает в Симфоническом оркестре Мариинского театра в группе первых скрипок.