
После окончания института Сергей жил и работал в Мозамбике, дважды переболел малярией. Занимался переводом на русский диссертации португальского ученого, исследовавшего племенное деление ангольцев и взаимоотношение племен. Закончив работу, вернулся в Москву.
С апреля 1985 года Доренко начал работать на телевидении, шесть лет отработал редактором «Службы внешних сношений», одновременно был комментатором программы «Сто двадцать минут» на центральном телевидении и корреспондентом «Телевизионной службы новостей». С 1991 года - ведущий программы «Вести», спустя год ведет вечерние новости на «Останкино».
С 1993 года Сергей Леонидович становится московским корреспондентом и комментатором испанской службы новостей CNN, а также директором службы информации «Московской независимой вещательной корпорации».
В октябре 1996 года он стал автором и ведущим программы «Время». В сентябре 1999 года выходит еженедельное политшоу «Программа Сергея Доренко». В ноябре этого же года Доренко – заместитель Генерального директора ОАО «ОРТ».
На протяжении четырёх лет он сотрудничал с радиостанцией «Эхо Москвы». В 2008-2013 годах был главным редактором и ведущим радиостанции «Русская Служба Новостей». В настоящее время Сергей Леонидович ведёт авторскую программу на YouTube, является главным редактором радиостанции «Говорит Москва», а также сотрудничает и с другими радиостанциями в качестве радиоведущего.
Доренко женат вторым браком. От обоих браков у него пятеро детей - четыре дочери и сын.
В жизни Сергея Доренко много интересов и увлечений, среди которых - изучение древней культуры Китая. Не зря один из его друзей - известный китаист Бронислав Виногродский.