Серге́й Льво́вич Со́болев (23 сентября [6 октября] 1908, Санкт-Петербург — 3 января 1989, Москва) — советский математик, занимавшийся математическим анализом и дифференциальными уравнениями в частных производных. Академик АН СССР (1939). Герой Социалистического Труда (1951). Лауреат трёх Сталинских премий и Государственной премии СССР.
Родился в Петербурге в семье присяжного поверенного Льва Александровича Соболева. Рано лишился отца, главная забота о его воспитании легла на мать — Наталью Георгиевну, высокообразованную женщину, учительницу и врача, которая приложила огромное старание, чтобы развить незаурядные способности сына, проявившиеся в раннем возрасте.
В годы гражданской войны с 1918 по 1923 год жил вместе с матерью в Харькове, где учился в техникуме. Программу средней школы освоил самостоятельно, особенно увлекаясь математикой. Переехав в 1923 году из Харькова в Петроград, поступил в последний класс 190-й школы. В школе, где он учился, преподавали лучшие учителя Петербурга. В школе интересовался математикой, физикой, медициной, литературой, увлекался стихами и музыкой. Учительница математики, увидев в Сергее будущего талантливого математика, настойчиво рекомендовала ему поступить на математический факультет университета.
В 1924 году окончил школу с отличием, в 1924—1925 годах учился в 1-й Государственной художественной студии по классу игры на фортепьяно. В 1925 году поступил в Ленинградский университет.
В университете профессора Н. М. Гюнтер и В. И. Смирнов, заметив любознательность и старание молодого студента, привлекли его к научной работе. Н. М. Гюнтер был научным руководителем Соболева. Своим вторым учителем он до своих последних дней почитал В. И. Смирнова. В университете углублённо изучал теорию дифференциальных уравнений, слушал лекции известных математиков В. И. Смирнова, Г. М. Фихтенгольца, Б. Н. Делоне. Одна из статей Соболева была напечатана в «Докладах Академии наук».
Как математик начал свою деятельность с приложений — и в университете, и после окончания его. Студенческую практику проходил в Ленинграде на заводе «Электросила» в расчётном бюро. Первой задачей, решённой им, было объяснение появлений новой частоты собственных колебаний у валов с недостаточной симметрией поперечного сечения.