Родился в городе Жигулевске Куйбышевской области в 1950 году.
В 1972 году окончил Тюменский индустриальный институт (специальность "разработка нефтяных и газовых месторождений"). Кандидат технических наук. Прошел путь от участкового геолога на Самотлоре до генерального директора ПО "Юганскнефтегаз".
С марта 1993 года - председатель Совета директоров и президент нефтяной компании "ЮКОС".
В мае 1996 года был избран председателем совета директоров группы "РОСПРОМ" (промышленный холдинг банка "МЕНАТЕП") - основного акционера компании "ЮКОС".
В честь отца Сергея Муравленко, возглавлявшего ПО "Главтюменнефтегаз", был назван город Муравленск (Тюменская область).