Родился в 1972 году в городе Омске. Пройдя обучение в физико-математической школе при Новосибирском государственном университете в 1987-89 годах, поступил в Омский государственный университет на факультет математики. После окончания вуза учился в аспирантуре, параллельно работая в НИИ информационных технологий и прикладной математики. В Нижневартовск приехал в 1996 году.

За время работы в высшей школе прошел путь от старшего преподавателя до проректора по научной работе вуза. 12 ноября 2007 года был избран ректором НГГУ.

Основные направления научных исследований: теоретические вопросы механики сплошных сред, моделирование волновых явлений. По этим темам защитил кандидатскую и в апреле 2002 года докторскую диссертацию. В 2007 году получил ученое звание профессора.

С.И. Горлов вошел в список 500 человек в числе представителей науки и образования, включенных в резерв управленческих кадров, находящихся под патронажем главы государства Д.А. Медведева. В 2009 году стал академиком Российской академии естественных наук.

Сергей Иванович в ближайшее время видит 3 перспективных направления развития Нижневартовского Государственного Гуманитарного университета:

- сертификация системы менеджмента качества в вузе;

- открытие экономико-управленческих и инженерно-технических специальностей;

- открытие классического университета после прохождения процедуры экспертизы;

Семья: жена Светлана, сын Вячеслав.