С. С. Уваров родился в Москве, в семье вице-полковника Гренадерского полка С. Ф. Уварова. Его крестной матерью была Екатерина II, а родство с князем А. Б. Куракиным обеспечило ему первые шаги по службе. В 1801 г. его определили в Коллегию иностранных дел. В 1806–1810 гг. он состоял на службе в российском посольстве в Вене, затем был секретарем посольства в Париже. За границей он напечатал первые свои работы по древнегреческой литературе и археологии.
Вернувшись в Россию, Уваров стал попечителем С.-Петербургского учебного округа (1811–1822 гг.), входил в литературное общество «Арзамас», он был знаком с Н. М. Карамзиным, Н. И. Гнедичем, А. С. Пушкиным и др. В 1811 г. он женился на Е. А. Разумовской, дочери А. К. Разумовского, который был тогда министром народного просвещения. С 1811 г. Уваров состоял почетным членом, ас 1818 г. и до конца жизни – президентом Академии наук. При его председательстве была открыта Пулковская обсерватория.
В 1833 г., при вступлении в должность министра народного просвещения, С. С. Уваров сформулировал свой принцип деятельности министерства: «Общая наша обязанность состоит в том, чтобы народное образование совершалось в соединенном духе православия, самодержавия и народности». Впоследствии эта формула стала основой «теории официальной народности», которая в то время пользовалась большой популярностью и легла в основу государственной идеологии Российской империи.
Период управления С. С. Уваровым Министерством народного просвещения по праву признается благодатным временем. Он положил начало реальному образованию, восстановил практику посылки молодых ученых в командировки за границу. Уваров основал «Журнал Министерства народного просвещения», в котором, первым из министров, начал публиковать отчеты по управлению министерством. В 1835 г. был введен новый университетский устав, по которому управление университетами перешло к попечителям учебных округов, подчиненных Министерству народного просвещения. Ректоры университетов утверждались императором, а профессора – попечителем учебного округа. Таким образом правительство усилило опеку над университетами.
В своей деятельности на посту министра просвещения он придерживался сословного принципа и отдавал предпочтение дворянству. В 1846 г. Николай I возвел С. С. Уварова в графское достоинство. 9 октября 1849 г. из-за болезни С. С. Уваров вышел в отставку. Он продолжал занятия археологией и классической филологией, свои сочинения публиковал на французском языке.
Окончил Школу гвардейских подпрапорщиков и кавалерийских юнкеров. В 1833 г. произведен в корнеты лейб-гвардии Кирасирского полка. Отличился в боях с горцами на Кавказе, и его наградили золотой саблей.
С 1836 по 1845 гг. состоял в свите наследника престола, будущего императора Александра II. В 1845 г. его вновь направили на Кавказ, где он руководил подавлением восстаний горцев. Барятинский успешно воевал в Чечне, в 1853 г. разбил турецкие войска при Кюрюк-Дара.
В 1856 г. его назначили командующим Кавказским отдельным корпусом и наместником Кавказа, где он занимался военно-административным устройством края. С 1857 г. он главнокомандующий Кавказской армией. Барятинский сломил сопротивление отрядов
Шамиля и 25 августа 1859 г. взял его в плен. Из уважения к горцу он сохранил ему жизнь.
С 1860 г. член Государственного совета, вскоре уволен в отставку из-за болезни. Последние годы жизни жил за границей и выступал против военных реформ 1860-1870-х гг.