Сергей Пантелеевич Мавроди родился 11 августа 1955 года в Москве. По национальности по линии матери — русский, по отцовской линии наполовину украинец, наполовину грек[4]. Отец — Пантелей Андреевич Мавроди — монтажник (умер от рака легких в 1980 году), мать — Валентина Фёдоровна Мавроди (урожд. — Монахова) — экономист (умерла от рака печени в 1986 году)[5]. Младший брат — Вячеслав (род. 1962).

В детстве Сергею диагностировали врождённый порок сердца[6].

По словам самого Мавроди, в детстве он обладал феноменальной памятью[7][8].

Окончил десять классов средней школы № 35, по другим источникам — № 45[9] города Москвы. Окончил Детскую художественную школу № 1 имени В. А. Серова на Пречистенке[10]. Согласно утверждениям Мавроди, во время учёбы он проявил способности в математике и физике, побеждал в школьных олимпиадах[11].

После окончания школы в 1972 году поступал в Московский физико-технический институт[11], но не сдал вступительные экзамены и поступил в Московский институт электронного машиностроения на факультет «Прикладная математика»[12]. Увлекался игрой в шахматы и покером[12]. В институте Сергей впервые стал изготавливать и продавать копии аудио- и видеоматериалов[13]. После окончания МИЭМ Мавроди два года проработал в закрытом НИИ[12].

В 1983 году в первый раз был задержан на срок 10 суток сотрудниками ОБХСС «за частнопредпринимательскую деятельность» (реализация нелегальной продукции видеозаписи). За время ареста, когда принималось решение о возбуждении в отношении него уголовного дела, вышло постановление ЦК КПСС «О перегибах», и Мавроди был выпущен[