Р. 25.03.1947 в с. Ленинское Хабаровского края. В 1970 окончил Ленинградский (ныне Санкт-Петербургский) гос. ун-т по специальности «Астрономия», в 1973 — аспирантуру по кафедре астрофизики ЛГУ. С 1973 работал в Астрономической обс. ЛГУ (впоследствии Астрономический институт им. В.В.Соболева). Занимал должности младшего, старшего и ведущего научного сотрудника. С 2012 — профессор кафедры астрономии. В 1978 защитил кандидатскую диссертацию «Перенос резонансного излучения в движущихся средах», в 2000 — докторскую «Развитие методов теории переноса излучения». Член МАС.
Основные научные интересы лежат в области теории переноса излучения и ее астрофизических приложений. Автор более 40 научных работ.
До 1991 разрабатывал асимптотическую теорию переноса резонансного излучения в линейно расширяющихся средах. В 1991 в совместной с В.К.Дубровичем работе проведены расчеты динамики рекомбинации водорода в расширяющейся Вселенной с использованием шестидесятиуровенной модели атома с учетом отдачи при рассеянии в линии Lyman-alpha. В конце 1990-х – начале 2000-х занимался разработкой асимптотической теории переноса поляризованного излучения при резонансном рассеянии с рэлеевской фазовой матрицей. Рассматривалось также образование поляризованных линий в слабом магнитном поле (с учетом эффекта Ханле).
С.И.Грачевым получены также численные и аналитические решения ряда задач о нестационарном переносе излучения, в том числе — решения уравнения Компанейца. В 2001 был предложен новый метод численного решения нестационарных задач теории переноса излучения, который был использован впоследствии (в 2014) при изучении эволюции спектра при многократном комптоновском рассеянии.
В 2004 в совместной с В.К.Дубровичем работе были рассчитаны искажения спектра микроволнового фонового излучения в диапазоне 2–50 см из-за наложения реликтового рекомбинационного излучения водорода в субординатных линиях. Относительная величина искажений порядка 10-7 – 10-6. В 2008 было показано, что в рамках современной LCDM модели Вселенной учет отдачи при рассеянии в линии Lyman-alpha может приводить к заметному ускорению рекомбинации первичного водорода (до 1.3%). В 2011 – 2016 в цикле работ (с В.К.Дубровичем) разработана локально-вспышечная модель флуктуаций температуры реликтового фона в результате рассеяния на электронах и в линиях первичного водорода.
