Родился 1 мая 1960 года в семье артистов балета Большого театра Наталии Касаткиной и Владимира Василёва.
В 1983 году с красным дипломом окончил режиссёрский факультет Всесоюзного государственного института кинематографии (мастерская С. А. Герасимова).
В качестве режиссёра-постановщика и сценариста снял художественные фильмы:
Занимался организацией международных культурных и PR проектов.
С 1999 года директор Государственного академического театра классического балета Н. Касаткиной и В. Василёва. С 2013 года главный режиссёр театра. С 2024 ВРИО художественного руководителя.
Окончил Пермское хореографическое училище и сразу же был принят в труппу Государственного Академического Театра Классического Балета под руководством Наталии Касаткиной и Владимира Василёва, где в настоящее время является одним из ведущих солистов и заведующим балетной труппой.
В его репертуаре партия Лоренцо и Меркуцио в балете С. Прокофьева «Ромео и Джульетта», г-н Тетрин («Волшебный Камзол» Н. Каретникова), Карраско («Дон Кихот» Л. Минкуса), Друг («Гаяне» А. Хачатуряна), Сумасшедший («Пушкин» А. Петрова), Вильфрид («Жизель» А. Адана), Наставник Принца и Церемониймейстер («Лебединое озеро» П. И. Чайковского), Граф («Дама с Камелиями» Дж. Верди, П. Сальникова), Отец Золушки («Золушка» С. Прокофьева), Отец («Поцелуй Феи» И. Стравинского), Мишка («Щелкунчик» П. И. Чайковского) и т. д. Сергей Белорыбкин часто и успешно гастролирует с труппой театра по всему миру.
Окончила факультет живописи, графики и дизайна Дальневосточного гуманитарного Университета. Работала художником-декоратором в Большом театре.
Художник-постановщик, а с 1994 года главный художник Театра классического балета п/р Н. Касаткиной и В. Василёва. Оформила спектакли: «Спартак» А. Хачатуряна, «Жар-птица», «Весна священная», «Поцелуй феи» И. Стравинского, «Тристан и Изольда» на музыку Р. Вагнера, «Равель», «Петербургские сумерки» на музыку П. Чайковского, «Чудесный Мандарин» Б. Бартока, «Дон Кихот» Л. Минкуса, «Золушка» С. Прокофьева, «Спящая красавица», «Щелкунчик» П. Чайковского, «Коппелия» Л. Делиба, «Штраус-Гала, или Блистательный дивертисмент», «Травиата» Дж. Верди – П. Сальникова, «Маугли» А. Прайера, «Лисистрата» О. Петровой, «Кракатук» Э. Артемьева и другие.
Художник-постановщик спектаклей на сценах российских и зарубежных театров. Среди её работ – «Спящая красавица», «Дон Кихот» в Татарском театре оперы и балета в Казани; «Щелкунчик» в Театре оперы и балета Удмуртской Республики в Ижевске; «Привал кавалерии» И. Армсгеймера для Ансамбля танца «Русские сезоны»; «Щелкунчик», «Лебединое озеро» П. Чайковского, «Дон Кихот» в театре «Moscow City Ballet» п/р В. Смирнова-Голованова; «Мышеловка» А. Журбина, «Старомодная комедия» А. Арбузова, «Винни-Пух» по А. Милну, «Скамейка» А. Гельмана в Российско-германском камерном молодежном театре; «Шахеразада» Н. Римского-Корсакова в Большом театре оперы и балета Республики Беларусь; «Пахита» Л. Минкуса в Токио Балет; «Жизель» А. Адана в Национальном балете Канады; «Сотворение мира» А. Петрова, «Спящая красавица» для Балета Индианаполиса, «Коппелия», «Щелкунчик» для Уилмингтонской балетной академии, США.
Автор художественного оформления спектаклей «Золушка» и «Щелкунчик» (режиссёр – А. Лучин) в Центральном театре кукол им. С.В. Образцова. В 2016 году номинирована на Российскую Национальную театральную Премию «Золотая Маска» за работу над спектаклем «Безумный день, или Женитьба Фигаро» (режиссёр – Б. Константинов).