Святослав Владимирович Сахарнов родился 12 марта 1923 года на Украине в городе Бахмут (ныне Артёмовск, Донецкая область, Украина). Родители Святослава умерли рано, поэтому его воспитывала старшая сестра.
В 1940 году Сахарнов поступил в Ленинграде в Высшее военно-морское училище имени М. В. Фрунзе. В 1941 году курсантом первого курса училища участвовал в боях на Ленинградском фронте. Был ранен. Осенью 1941 года был эвакуирован (пешком по «Дороге жизни» через замёрзшую Ладогу). Военно-морское училище окончил в Баку в 1944 году. После окончания училища воевал на Чёрном море на минном тральщике под Новороссийском. В 1945 году в составе Тихоокеанского флота принимал участие в войне против Японии. Участвовал в боях в корейских портах Расин и Сэйсин.
После окончания войны Сахарнов продолжил службу на Дальнем Востоке на торпедных катерах в качестве штурмана и начальника штаба соединения.
С. В. Сахарнов был направлен на учёбу в Морской институт в Ленинграде, где защитил диссертацию и получил учёную степень кандидата военно-морских наук.
Именно во время учёбы в Ленинграде Сахарнов начал писать свои первые рассказы и сказки. Большую роль в становлении Сахарнова как писателя сыграл детский писатель Виталий Бианки, учеником которого стал Сахарнов.
Печататься Сахарнов начал с 1954 года. Первая его книжка называлась «Морские сказки».
В течение пятнадцати лет С. В. Сахарнов был главным редактором журнала «Костёр».
С. В. Сахарнов участвовал в экспедициях в Арктику, на Командорские и Курильские острова, на Кубу. В 1974 и 1977 годах он жил в заповедниках Танзании и Индии.
В основном Сахарнов писал в своих произведениях о море, о подводном мире, был автором энциклопедий и научно-популярных книг, посвящённых мореходству.
Сахарнов известен в России как детский писатель, но им также написаны и книги для взрослых: книга фантастики «Лошадь над городом», роман о войне на Тихом океане «Камикадзе» и книга «Сын лейтенанта Шмидта», являющаяся своеобразным романом-шуткой на тему книг Ильфа и Петрова.
В последние годы жизни писатель работал над незаконченным и не изданным в виде отдельной книги произведением «Шляпа императора», отдельные фрагменты которого печатались в журналах.
С. В. Сахарнов скончался 23 сентября 2010 года в Санкт-Петербурге. Похоронен на Большеохтинском кладбище.