Место рождения Сергея Ауслендера до сих пор точно не известно (то С. - Петербург, то ли Сибирь), как и его дата рождения. По одним данным он родился в 1886, по другим - в 1888 году. Отец будущего писателя Абрам Яковлевич Ауслендер происходил из еврейской купеческой семьи, и, будучи народовольцем, был сослан в Сибирь, где и умер вскоре после рождения сына. Мать Варвара Алексеевна происходила из старинного дворянского рода и была родной сестрой известного поэта Михаила Кузмина.
В 1906 г. окончил гимназию в С.- Петербурге и поступил на историко-филологический факультет Петербургского университета.
Регулярно выступал со своими новеллами и рассказами в журнале «Весы», сотрудничал с «Золотым руном», «Нивой», «Аполлоном» (вёл в нём литературно-театральную колонку) и др. Печатался в издательстве «Гриф».
Ауслендеру был посвящен сборник Н. Петровской «Sanctus amor». В 1908 г. Ауслендер выпустил первую книгу рассказов-новелл из итальянской и французской истории «Золотые яблоки». В 1912 г. выходит вторая книга рассказов «Петербургские апокрифы». Н. Гумилев в своем отзыве на эту книгу называл Ауслендера «...писателем-архитектором, ценящим в сочетании слов не красочный эффект, не музыкальный ритм или лирическое волнение, а чистоту линий и гармоническое равновесие частей, подчиненных одной идее».
Испытав сильное воздействие стилизаторской манеры М. Кузмина, писатель в своих рассказах и новеллах обращается преимущественно к прошлым временам: Франции времен Великой буржуазной революции, Италии эпохи Возрождения, России первых десятилетий XIX в.
С. Ауслендер также автор романов («Последний спутник», 1913, «Много впереди», 1924), пьес («Ставка кн. Матвея», 1914, «Изумрудный паучок», 1914).
Не приняв революции, в начале 1918 г. покинул Петербург и вскоре оказался в Омске. Был корреспондентом в колчаковской армии.
С 1922 г. жил в Москве, работал в ТЮЗе заведующим литературной часть.
Арестован 22 октября 1937 г. По обвинению в контрреволюционной агитации тройкой при УНКВД по Московской области приговорён 9 декабря 1937 г. Расстрелян 11 декабря 1937 г. Место захоронения Бутовский полигон в Помосковье. Реабилитирован 9 августа 1956 г.
Родственникам было сообщено, что писатель скончался от язвы в 1943 году, и долгое время именно этот год считалался датой его смерти.