Сергей Иванович Артоболевский родился в 1903 году в семье преподавателя Московского коммерческого училища Ивана Алексеевича Артоболевского. В семье Артоболевских было четверо детей: старший Сергей, младший Иван, впоследствии известный академик, создатель отечественной школы теории машин и механизмов, и младшие две сестры.
С.И. Артоболевский – доктор технических наук, профессор, известный ученый в области теории машин и автоматов, заведующий кафедрой Основ конструирования машин Энергомашиностроительного факультета Московского энергетического института (1939-1958 гг.).
С.И. Артоболевский в 1939 году одним из первых начал исследования в области теории машин-автоматов. В самом конце 30-х годов только еще начинались попытки теоретического осмысливания этого класса машин. В этом направлении работали С.В. Вяхирев, И.Л. Клапух, Г.А. Шаумян, И.И. Артоболевский. Под руководством профессора Артоболевского С.И. в МЭИ, в 50-е годы проводилась научно-исследовательская работа по вопросам общей теории машин-автоматов, механики машин электровакуумной и кабельной промышленности, электроагрегатов и приводов с большим передаточным числом. В вышедшей в 1949 году монографии «Машины-автоматы» С.И. Артоболевский проанализировал рабочие машины, привел подробную классификацию рабочих органов по кинематическим признакам и типовые кинематические схемы. Эта работа С.И. Артоболевского сыграла важную роль в развитии теории машин автоматического действия.
В 1950 г. вышла работа С.И. Артоболевского «К вопросу о производительности рабочих (технологических машин)», в 1952 г. – «Методы определения выпускной способности машин-автоматов», где автор уточнил классификацию машин-автоматов, исследовал принципы проектирования рабочих машин и закон движения рабочего звена.
В работах С.И. Артоболевского в период 1955-1957 гг. были развиты вопросы классификации технологических машин и теория их производительности.
В марте 1958 г. на Втором всесоюзном совещании по основным проблемам теории механизмов и машин на секции «Теория машин автоматического действия» в докладе С.И. Артоболевского «О структуре технологических машин-автоматов и ее роли в развитии их общей (межотраслевой) теории» был предложен ряд общих признаков, на основании которых можно классифицировать приводы и элементы приводов любых машин-автоматов, т.е. дана база для создания общей теории технологических машин-автоматов.
В работе С.И. Артоболевского « О некоторых основных зависимостях механики прерывных движений и их использовании при расчете машин (1960г.) исследовано применение кулачковых механизмов для выполнения технологических операций. С.И. Артоболевский в цикле исследований (1958-1960гг.) разработал основы теории структуры технологических машин и структурную классификацию исполнительных агрегатов, определяющую различие в методах их кинематического и динамического расчета. Им была сделана также попытка создать классификацию технологических машин-автоматов, исходя из различий в функционально-производственных схемах машин. (1955г.).
С.И. Артоболевский совмещал научную работу с преподавательской деятельностью. Профессор Артоболевский С.И. разработал и читал курс Теорию машин и механизмов. В 1952 г. профессором Артоболевским С.И. издано учебное пособие «Учебное оборудование по курсу теории механизмов и машин».
Профессор Артоболевский С.И. принимал участие в разработке автоматической линии производства автомобилей на Горьковском автомобильном заводе.