Сергей Иванович Шматко родился 26 сентября 1966 года в городе Ставрополь (РСФСР).
С 1983 г. по 1990 г. (с перерывом на срочную воинскую службу в соединении атомных подводных лодок на Северном флоте) проходил обучение в Уральском университете в г. Свердловске на математико-механическом, а затем на экономическом факультетах.
В 1990-1992 гг. учился на факультете экономики университета г. Марбурга (ФРГ).
В 1992-1994 гг. работал аудитором в BDO Binder (Франкфурт-на-Майне).
В 1994-1995 гг. являлся директором RFI GmbH — Общества по консультированию по инвестициям в Россию, официального представителя РФФИ в Евросоюзе.
С июня 1995 г. по декабрь 1997 г. работал научным сотрудником Института проблем инвестирования, руководителем управления внешних связей Всероссийского банка развития регионов.
В 1997-1999 гг. - руководитель аналитического центра экономической стратегии Росэнергоатома.
С 1999 г. по 2001 г. являлся советником генерального директора ВНИИАЭС по экономической стратегии.
В 2002-2005 гг возглавлял Государственный фонд конверсии.
В 2004 г. окончил Высшие академические курсы Военной академии Генерального штаба Вооружённых Сил РФ по специальности "оборона и обеспечение безопасности России".
В первой половине 2005 г. работал советником председателя правления Газпромбанка, являлся вице-президентом ЗАО "Атомстройэкспорт".
С июня 2005 г. по май 2008 г. - президент ЗАО "Атомстройэкспорт".
С 12 мая 2008 г. по 21 мая 2012 г. занимал пост министра энергетики РФ.
В июле 2008 г. занял пост председателя совета директоров компании "Транснефть", через три года согласно распоряжению президента РФ Дмитрия Медведева покинул совет директоров компании.
Женат, есть двое детей.