С. М. Гончаров — потомок известной дворянской семьи Гончаровых. Его прадед Н. А. Гончаров являлся отцом Н. Н. Пушкиной. С. М. Гончарову принадлежала родовая усадьба Гончаровых в Большом Палашёвском переулке, перестройка которой стала одной из первых самостоятельных работ архитектора.
С 1879 по 1886 годы учился Московском училище живописи, ваяния и зодчества (МУЖВЗ), окончив его со званием классного художника архитектуры. По всей видимости, выполнять заказы начал ещё в период обучения — в 1911 году Гончаров праздновал 25-летие своей архитектурной деятельности. После окончания училища был назначен участковым архитектором.
С 1894 года состоял почётным старшиной при Московском совете детских приютов с обязанностью бесплатно выполнять архитектурные работы по приютам.
С 1895 года — почётный старшина Долгоруковского приюта.
В 1898—1904 годах служил техником Строительного отделения Московского Губернского Правления. Имел собственную архитектурную контору, в которой работал архитектор С. Д. Кучинский. После октябрьской революции имел лишь случайные архитектурные заказы.Гончаров серьёзно увлекался живописью, что выразилось в декоративности многих его построек. Отец художницы Н. С. Гончаровой.
С 1910 года жил в собственном доме в Трёхпрудном переулке, 2.