Сергей Черепанов родился в Казахстане. Музыкальное образование получил в Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского по специальностям «фортепиано» (класс Нины Емельяновой и Виктора Мержанова) и «орган» (класс Бориса Романова и Наталии Ведерниковой [Гуреевой]). После окончания консерватории совершенствовался в аспирантуре. Принимал участие в работе барочного ансамбля консерватории под руководством Алексея Любимова. Затем продолжил обучаться игре на органе в Германии в классах профессоров Мартина Хазельбёка (Любек) и Вольфганга Церера (Гамбург). Стажировался по направлению «аутентичное органное исполнительство» в Органной академии, учрежденной Мартином Бëккером, органистом церкви святых Космы и Дамиана в городе Штаде (Германия), а также на мастер-классах Харальда Фогеля. С 2000-го по 2003 годы работал органистом городской церкви в Штайнкирхен, где играл на историческом органе Арпа Шнитгера и был отмечен премией «Общества Арпа Шнитгера».
Кроме того, Сергей Черепанов посещал мастер-классы профессоров Бернарда Хааса, Жана Гийю и Оливье Латри. Музыкант был удостоен нескольких премий на международных органных конкурсах в Германии и Южной Африке.
С 2002 года Черепанов преподает в Высшей школе музыки в Любеке, где ведет класс органной интерпретации, а также работает в классах гобоя, фагота и флейты по направлению «аутентичное барочное исполнительство». Также Сергей Черепанов активно выступает как пианист и клавесинист.
Музыкант много гастролирует, участвует в органных фестивалях в Гамбурге, Базеле, Амстердаме, Брюсселе, Бергамо; записывается на радио и телевидении; является членом жюри органных конкурсов.
Особенность стиля исполнителя – ориентация на аутентичнную интерпретацию. Черепанов много выступает в ансамблях с австрийским скрипачом Гунаром Летцбором и немецким гобоистом Дитхельмом Йонасом, а также играет в ансамблях барочной музыки Ars Antiqua Austria и Wiener Akademie.
В настоящее время Сергей Черепанов сочетает обязанности церковного музыканта при Церкви святого Петра в Бозау (Шлезвиг-Гольштейн) с работой артистического директора Фестиваля и Летней академии для органистов.