Né à Voroshilovgrad (aujourd’hui Louhansk, Ukraine), Sergueï Bubka apprend la pratique du saut à la perche à l’âge de neuf ans.

Il commence sa carrière en 1983, au sein des équipes soviétiques ; après l’effondrement de l’URSS, en 1991, il concourt pour l’Ukraine.

Dès sa première année parmi les professionnels, il obtient le titre de champion du monde du saut à la perche, performance qu’il renouvelle à cinq reprises consécutivement, en 1987, 1991, 1993 et 1995.

Le Français Jean Galfione figure alors parmi ses principaux concurrents. En 1988, il remporte la médaille d’or aux jeux Olympiques de Séoul (Corée du Sud).

Outre ces titres prestigieux, Sergueï Bubka contribue à l’avènement médiatique de sa discipline en portant — seul, sans véritable rival — le record du monde de saut à la perche toujours plus haut.

Il le fait progresser de plus de 20 cm entre 1984 et 1988, l’améliore à 35 reprises (18 fois en salle, 17 fois en plein air) et l’établit finalement, en 1994, à 6,14 m, après avoir été le premier athlète à franchir 6 m, en 1988 à Paris.

Sergueï Bubka met un terme à sa carrière sportive en 2001. Dès l’année suivante, il devient président des athlètes du Comité international olympique (CIO).

Il fonde également un club sportif pour enfants à Donetsk et entreprend une carrière politique (il est élu au Parlement ukrainien en 2002).