Впервые снялся в кино в 11 лет в фильме «Удивительный заклад» Леонида Макарычева.
В 1979 году окончил актерское отделение факультета драматического искусства ЛГИТМиКа (сейчас Санкт-Петербургская Академия Театрального Искусства), мастерская Аркадия Кацмана и Льва Додина. С 1979 года — актёр Санкт-Петербургского Государственного Малого Драматического театра - Театра Европы,затем - актёр Творческого объединения "Арт-Питер".
В 2003 году поставил и сыграл с актрисой и продюсером Ольгой Обуховской спектакль «Вацлав Нижинский. Повенчанный с Богом» по дневникам гениального русско-польского танцовщика.
В Санкт-Петербурге его называли последним сохранившимся киноинтеллигентом Северной столицы.
Сергей Бехтерев скончался 13 ноября 2008 года на 51-м году жизни после продолжительной болезни в одной из клиник Санкт-Петербурга. Похоронен актёр 17 ноября на Волковском кладбище.