Сергей Иванович Танеев родился (13) 25 ноября 1856 года во Владимире, в дворянской семье. Его дядя, Александр Сергеевич Танеев, был камергером двора и композитором-любителем; брат Владимир Иванович — известный экономист и общественный деятель; двоюродная сестра — фрейлина двора Анна Вырубова.
Сергею Танееву было всего 10 лет, когда он поступил в только что открывшуюся Московскую консерваторию, которую окончил в 1875 с золотой медалью по классам фортепиано Н.Г. Рубинштейна и композиции П.И. Чайковского. Танеев был любимым учеником и близким другом Чайковского до конца дней Петра Ильича, нередко исполнителем его сочинений, а также их редактором и аранжировщиком.
После образовательной поездки за рубеж Танеев преподавал в Московской консерватории музыкально-теоретические предметы, а затем фортепиано; в 1885–1888 годах по просьбе Чайковского возглавил консерваторию; в дальнейшем вел специальные курсы полифонии и музыкальной формы.
В 1905 году, в знак солидарности с Н.А. Римским-Корсаковым, уволенным из Петербургской консерватории, Танеев ушел из Московской консерватории и продолжал занятия с учениками частным образом. Среди консерваторских студентов Сергея Ивановича – композиторы С.В. Рахманинов, А.Н.Скрябин, Н.К. Метнер, С.М. Ляпунов, Р.М. Глиэр, А.Т. Гречанинов и многие другие; большинство из них постоянно обращалось за советами к Танееву и после окончания обучения.
В круг общения Сергея Ивановича входили не только музыканты; он неоднократно встречался с Л.Н.Толстым, живо интересовался поэзией символизма, был лично знаком с молодыми московскими поэтами. Одним из его увлечений был язык эсперанто, на котором написана большая часть его дневников.
После смерти Н.Г. Рубинштейна и П.И. Чайковского Танеев оказался центральной фигурой музыкальной жизни — как педагог, пианист, дирижер, ученый. Но самое главное — он был музыкантом огромного кругозора, безупречного вкуса и человеком высочайшей нравственной чистоты и ответственности.
Как композитор Танеев являлся признанным главой московской школы. Его композиторское наследие велико по масштабам и разнообразно по жанрам, в нем представлены и оперы, и симфонии, и вокальная лирика. Наиболее крупные достижения связаны с хоровыми, кантатными жанрами и камерными ансамблями.
Умер Сергей Иванович Танеев в Москве (6) 19 июня 1915 года.