Serkan Çayoğlu, 31 Mayıs 1987 tarihinde dünyaya geldi. Eğitimini Almanya'da Erlangen Üniversitesi’nin Ekonomi Bölümünde tamamladı. Önceleri modellik yapmayı düşünen Serkan Çayoğlu, bir süre sonra oyunculuğa yöneldi ve Ümit Çırak ve Dolunay Soysert gibi isimlerden profesyonel oyunculuk eğitimi aldı. İlk olarak, 2012 yılında Kuzey Güney dizisinin sezon finalinde Merve Boluğur’un İtalya’dan gelen arkadaşı Rafael'i canlandırdı ve sonrasında Zeytin Tepesi’nde rol aldı.
Hande Yener’in “Ya Ya Ya” klibinde de oynadı. 2014 yılında başrollerini Özge Gürel ile paylaştığı Kiraz Mevsimi dizisinde "Ayaz Dinçer" rolünü canlandırdı. Dizi, 2015 yılında final yaptı. 2016 yılında sevgilisi Özge Gürel ile birlikte İtalya'da Verissimo, ardından tek başına İtalya'nın reytingi yüksek programlarından C'è posta per te'ye katıldı. Oyuncu, daha sonra Hayatımın Aşkı dizisinde "Demir Cerrahoğlu" karakteriyle kamera karşısına geçti. 2018 yılında Star TV'de yayımlanan Börü dizisinde başrol oyuncusu olarak Kaya rolünde yer aldı. 2019 yılında Halka dizisinde "Cihangir Tepeli" karakterini canlandırdı.
2020 yılında Kanal D'de yayımlanan Yeni Hayat dizisinde başrol oyuncusu olarak Adem rolünde oynadı. Son olarak, 2021-2022 yılları arasında TRT 1'de yayımlanan Bir Zamanlar Kıbrıs/Kıbrıs: Zafere Doğru dizisinde başrol olarak Bereli/Ankaralı/Ali İhsan Cenkeri rolünde oynamıştır.
14 Temmuz 2022 tarihinde oyuncu Özge Gürel ile Almanya'nın Karlsruhe şehrinde evlendi.