Родился 26 июня 1967 года в совхозе "Большаковский" Любинского района Омской области (Россия). Русский. В 1982 году окончил 8 классов, в 1985 году — Любинское ПТУ.
В 1986 году Любинским райвоенкоматом Омской области был призван в ряды Вооруженных Сил и направлен в Афганистан в войсковую часть полевая почта 53101.
19 октября 1988 года ефрейтор С.М. Дубровин нес караульную службу в пункте постоянной дислокации полка. Душманы открыли огонь по колонне афганских беженцев. Быстро сориентировавшись в обстановке, С.М. Дубровин вместе с товарищами принял огонь на себя. В ответ противник открыл огонь по десантникам. Проявив отличную специальную подготовку, сильные волевые качества, С.М. Дубровин под огнем противника вместе с афганским подразделением окружили душманов. Рискуя жизнью, он организовал атаку позиций противника. Во время атаки С.М. Дубровин был смертельно ранен в грудь. Умер на поле боя 19 октября 1988 года.
Похоронен в деревне Даленщина Кричевского района Могилевской области.
За мужество и героизм посмертно награжден орденом Красной Звезды, медалями "70 лет Вооруженных Сил СССР", "Воину-интернационалисту от благодарного афганского народа".
Болдовский, А. В тот ранний час, когда земля вокруг спала, в Афганистан приказом воля занесла : [о Викторе Геннадьевиче Волчкове, Юрии Николаевиче Головневе, Сергее Михайловиче Дубровине и Игоре Викторовиче Масленкове, воинах-афганцах] / А. Болдовский // Вечерний Могилев. — 2015. — 11 февраля. — С. 4.
Дубровин Сергей Михайлович // Республиканская книга Памяти воинов-интернационалистов / Г. П. Пашков (гл. редактор) [и др.]. — Минск, 1999. — С. 196 : фото.
Дубровін Сяргей Міхайлавіч // Памяць. Афганістан / рэдактар А. Л. Петрашкевіч [і інш.]. — Мінск, 1991. — С. 132 : фота.