В 1982 году после окончания средней общеобразовательной школы № 11 города Куйбышева поступил в Куйбышевский Государственный университет. Сергей Юрьевич обучался на дневном отделение юридического факультета по специальности «Правоведение».
С 1984-1986 годы проходил срочную воинскую службу в Вооруженных силах, дивизия им. Ф.Э. Дзержинского (г. Москва). По окончанию службы получил звание ефрейтора.
С 1987-1989 годы - депутат Октябрьского Совета народных депутатов.
С 1990-1995 годы - генеральный директор ВТФ «Самара-Экспорт».
В 1996 году Сергей Арсентьев избран депутатом Самарской Городской Думы I созыва, председателем постоянно действующей комиссии по экономическим вопросам.
В 1997 году - арбитражный управляющий ОАО «Никольская».
В 1997-2000 годы - конкурсный управляющий ОАО «Никольская».
Апрель-октябрь 2000 года - руководитель юридического департамента Самарской Областной общественной организации «Ассоциация защиты прав потребителей».
С 2000-2002 годы - Самарский Биржевой банк, конкурсный управляющий. Благодаря грамотному руководству Сергея Юрьевича полностью восстановлена платежеспособность банка.
С 2000-2004 годы депутат Самарской Городской Думы III созыва.
C 2004-2006 годы депутат Думы городского округа Самара IV созыва, председатель комитета по развитию городской инфраструктуры и жилищно-коммунального хозяйства Думы (на выборах получил более 60 процентов голосов).
С 2006-2010 годы первый заместитель Главы городского округа Самара по вопросам строительства, социальной сферы, потребительского рынка и услуг.
В 2006 году присвоен квалификационный разряд Действительный муниципальный советник 1 класса.
Семейное положение - женат, воспитывает дочь и двух сыновей.
10 октября 2010 года избран депутатом Думы городского округа Самара V созыва по Октябрьскому избирательному округу №7.