Родился в Приморском крае, детство провел в городе Уссурийске, школу заканчивал в городе Малоярославце (Калужская область). Окончил филологический факультет Московского государственного педагогического института. Преподавал русский язык и литературу в школе-интернате села Елечёй Мегино-Кангаласского района Якутской АССР. В 1974—1980 гг. сотрудник журнала «Литературное обозрение». Затем работал техником службы газов в 1-м Московском медицинском институте имени И. М. Сеченова. С 1986 г. сотрудник отдела критики журнала «Новый мир», с 1998 г. также редактор Интернет-версии журнала. С 1996 г. литературный куратор сайта Журнальный зал.
Критические статьи Костырко посвящены широкому кругу авторов современной русской прозы и отличаются сдержанностью тона, взвешенностью суждений и оценок. Костырко удерживается от соблазнов программной, концептуальной критики, видя свою задачу исключительно в том, чтобы доподлинно разобраться в устройстве произведения и замысле автора и донести результаты этого разбирательства до обычного читателя. Уже в конце 1990-х гг. Сергей Костырко стал первым российским литературным критиком, систематически работающим с литературными публикациями Интернета и анализирующим как произведения авторов, преимущественно публикующихся в Сети, так и собственные сетевые литературные проекты: литературные сайты, сетевые литературные конкурсы и т. п.
Сергею Костырко также принадлежат книги прозы «Шлягеры прошлого лета» (М.: «Книжный сад», 1996) и "На пути в Итаку" (М.: "Новое литературное обозрение", 2009), книга критики "Простодушное чтение" (М., "Время", 2010), а также ряд повестей и рассказов, опубликованных в различных журналах.
