Родился 14 февраля 1953 года в Пушкине Ленинградской области. Окончил геофизический факультет Ленинградского горного института им. Г.В. Плеханова в 1980 году, экономический факультет Санкт-Петербургского государственного технического университета в 1992 году, Академию государственной службы при Президенте РФ в 1997 году, юридический факультет Санкт-Петербургского государственного университета в 1998 году.

Служил в ВДВ. Работал геологом, исполнительным директором АООТ "Строительная корпорация "Возрождение Санкт-Петербурга".

В 1994 году был избран депутатом, в 1995 году - первым заместителем председателя Законодательного Собрания Санкт-Петербурга первого созыва. С 1998 года ? депутат городского Законодательного Собрания второго созыва, координатор фракции "Законность", с июня 2000 года ? заместитель председателя Законодательного Собрания Санкт-Петербурга второго созыва.

В октябре 2000 года был избран председателем Политсовета регионального политического общественного движения "Воля Петербурга". 

13 июня 2001 года избран членом Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации - представителем в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от Законодательного Собрания Санкт-Петербурга. С июня того же года - член Комитета Совета Федерации по конституционному законодательству и судебно-правовым вопросам, член Комиссии Совета Федерации по регламенту и парламентским процедурам, с октября 2001 года - заместитель председателя Комитета Совета Федерации по конституционному законодательству и судебно-правовым вопросам.
5 декабря 2001 года избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.
1 февраля 2002 года избран Председателем Совета Межпарламентской Ассамблеи государств - участников СНГ.
15 января 2003 года депутатами Законодательного Собрания г. Санкт-Петербурга повторно избран представителем в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.

29 января 2003 года избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации на второй срок.
С апреля 2003 года является Председателем Российской партии ЖИЗНИ.

28 октября 2006 года состоялся объединительный съезд новой политической партии "Справедливая Россия: Родина/Пенсионеры/Жизнь", созданной на основе Российской партии ЖИЗНИ, партии "Родина" и Российской партии Пенсионеров. Председателем партии был избран Сергей Миронов.

В связи с созданием новой партии V (внеочередной) съезд Российской партии ЖИЗНИ принял решение о самороспуске партии и о регистрации Общероссийского общественного движения "Хартия ЖИЗНИ". Председателем движения был избран Сергей Миронов.

21 марта 2007 года депутатами Законодательного Собрания г.Санкт-Петербурга четвертого созыва Сергей Миронов был избран представителем Законодательно Собрания города в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.

30 марта 2007 года Сергей Миронов в третий раз был избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.
Трижды (в 2000, 2003 и 2005 гг.) награжден именным огнестрельным оружием.

В 2003 году награжден медалью "В память 300-летия Санкт-Петербурга", в 2005 - медалью "В память 1000-летия Казани". В 2008 г. Президент Российской Федерации Владимир Путин наградил Сергея Миронова орденом "За заслуги перед Отечеством" III степени.

Женат, имеет сына и дочь.

Во время последних президентских выборов Миронов был заместителем руководителя предвыборного штаба Владимира Путина в Санкт-Петербурге.