Родился 23.01.12 г. в Нижнем Тагиле, в семье рабочего. Русский. Окончил семилетку. Работал в вагонном депо железнодорожной станции Нижний Тагил. В РККА с 1930 г.

18.12.30 г. был зачислен курсантом в 7-ю Сталинградскую военную школу пилотов. Член ВКП(б) с 1932 г. Окончил авиашколу в 1933 г.

С 1933 г. служил в 61-й отдельной истребительной авиационной эскадрилье. Был младшим и старшим летчиком, а затем командиром авиационного звена.

В 1936 г. за успехи в боевой, политической и технической подготовке был награжден орденом Красной Звезды.

Участвовал в народно-революционной войне в Испании с ноября 1936 по 06.02.37 гг. Совершил 115 боевых вылетов, в воздушных боях сбил 5 самолетов лично и 2 в группе. Первый среди советских летчиков сбил немецкий истребитель «Мессершмитт» Bf.109.

31 декабря 1936 г. старший лейтенант Черных был удостоен звания Герой Советского Союза. После учреждения медали «Золотая Звезда», как знака особого отличия для Героев Советского Союза, ему была вручена медаль № 21.

После возвращения из Испании ему было присвоено внеочередное воинское звание майор.

С 1937 г. - командир эскадрильи, а затем командир 83-й истребительной авиабригады Белорусского военного округа, с 1938 г. - заместитель командующего ВВС ОКДВА, заместитель командующего ВВС Дальневосточного Краснознаменного фронта, а затем заместитель командующего ВВС 2-й Отдельной Краснознаменной армии, с 1939 г. - заместитель командующего ВВС Одесского военного округа.

Избирался депутатом Верховного Совета СССР 1-го созыва. Его именем была названа улица в Нижнем Тагиле. На здании школы № 38, где он учился, установлена мемориальная доска.

В 1940 г. он окончил курсы усовершенствования высшего начальствующего состава при Военной академии Генштаба.

4 июня 1940 г. ему было присвоено звание генерал-майор авиации.

В июне 1940 г. Черных был назначен командиром 9-й смешанной авиационной дивизии Западного особого военного округа.

22.06.41 г. в 3.15 утра, одновременно с первыми залпами артиллерии, 637 немецко-фашистских бомбардировщиков и 231 истребитель пересекли советско-германскую границу. С рассветом в воздух поднялась следующая волна - 400 бомбардировщиков под прикрытием большого количества истребителей.

При налетах на аэродромы ЗапОВО немецкая авиация направила основной удар на уничтожение баз 9-й сад, где находились самолеты новейших типов. Удачным ударам немецкой бомбардировочной авиации способствовали карты, составленные на основе аэрофотосъемки, на которых были точно нанесены все советские приграничные аэродромы.

Несмотря на это, после первых ударов все же уцелело большинство самолетов, и 9-я сад оказала врагу серьезное сопротивление.

Командование дивизии, за четыре дня успевшее «перебазироваться» на семьсот с лишним километров, от Белостока до Брянска, ответственность за потерю материальной части возложило на люфтваффе. Если особый отдел и был с таким объяснением не согласен, то ничем этого не проявил. Для особистов найти причины для ареста особого труда никогда не составляло.

8 июля 1941 г. генерал-майор авиации Черных был арестован в Брянске по обвинению в преступном бездействии и предан суду военного трибунала.

28.07.41 г. он был осужден приговором Военной коллегии Верховного суда СССР на основании ст. 193-21, п. «б»[7] УК РСФСР к расстрелу, с лишением воинского звания и с конфискацией имущества.

16 октября 1941 г. приговор был приведен в исполнение в Москве.

5 августа 1958 г. генерал-майор авиации Черных Сергей Александрович был реабилитирован.