Родился 5 мая 1963 года в городе Улан-Удэ, в семье железнодорожников. После окончания средней школы в 1980 году поступил в Восточно-Сибирский технологический институт. В 1986 году, окончив институт по специальности инженер-строитель «Теплогазоснабжение и вентиляция», был направлен в Прибайкальский район для работы в системе жилищно-коммунального хозяйства.
С 1987 по 1989 - депутат Турунтаевского сельского Совета, а с 1989 по 1991 - депутат Прибайкальского районного Совета. В 2002 году назначен руководителем отдела, а в 2004 году первым заместителем главы Прибайкальской районной администрации. В 2007 году получил второе высшее образование, окончив Сибирскую Академию государственной службы по специальности «Менеджер государственного и муниципального управления».
Учитывая значительный вклад в социально-экономическое развитие Прибайкальского района, Рыбальченко С.Н. в 2007 году было присвоено Почетное звание «Заслуженный работник сферы обслуживания Республики Бурятия».
Находясь в кадровом резерве Администрации Президента Республики Бурятия, Рыбальченко С.Н. в марте 2008 года был направлен для работы в муниципальное образование «Северо-Байкальский район» и назначен на должность первого заместителя главы администрации.
С марта 2009 года избран главой муниципального образования «город Северобайкальск».
Постановлением правительства РБ от 24 сентября 2014 года, Сергей Рыбальченко назначен заместителем министра строительства и модернизации ЖКХ РБ - председателем Комитета функционирования и модернизации жилищно-коммунального комплекса
Спортсмен, кандидат в мастера спорта по тяжелой атлетике.