Сергей Филин родился 27 октября 1970 г. в Москве. В детстве занимался танцами в ансамбле им. Локтева, затем продолжил обучение в Московском хореографическом училище (ныне Московская государственная академия хореографии), по окончании которого в 1988 г. был принят в балетную труппу Государственного академического Большого театра.
В апреле 2003 г. на Новой сцене Большого театра состоялась премьера балета "Светлый ручей", поставленного Алексеем Ратманским специально для труппы Большого. За партию Классического танцовщика в этом спектакле Филин был награжден премией "Золотая маска" в номинации "Лучшая мужская роль".
Работа в должности худрука балета ГАБТ
В 2008 г. Филин закончил карьеру танцовщика. С 2008 г. по март 2011 г. был художественным руководителем балета Московского академического музыкального театра им. К.С. Станиславского и В.И. Немировича-Данченко. В марте 2011 г. вернулся в Большой театр и стал художественным руководителем балетной труппы, контракт с ним заключен до конца марта 2016 г.
Нападение и реабилитация
17 января 2013 г. в Москве на Филина было совершено нападение. Поздним вечером у его дома на Троицкой улице неизвестный плеснул ему в лицо кислотой и скрылся. Пострадавший был госпитализирован в больницу с ожогами лица третьей степени и ожогами глаз. После нескольких операций в Москве Филин проходил реабилитацию в Германии, где ему было сделано более 20 операций.
Во время болезни Филина обязанности худрука исполняла Галина Степаненко. По обвинению в покушении на худрука 3 декабря 2013 г. были осуждены на различные сроки заключения Юрий Заруцкий (исполнитель нападения), Андрей Липатов (водитель, доставивший Заруцкого), а также солист балета Большого театра Павел Дмитриченко (заказчик преступления). Также суд потребовал от них выплатить денежные компенсации пострадавшему.
14 сентября 2013 г. Филин вернулся в Москву после лечения в Германии и 17 сентября принял участие в сборе труппы Большого театра, а с октября приступил к своим рабочим обязанностям.
С 27 января 2014 г. - заместитель председателя художественного совета балетной труппы Государственного академического Большого театра России. 30 июля 2015 г. генеральный директор ГАБТ Владимир Урин заявил, что контракт с Филиным, истекающий в 2016 г., продлен не будет.
26 октября 2015 г. Урин сообщил ТАСС, что новым руководителем балетной труппы Большого театра будет назначен главный балетмейстер La Scala Махар Вазиев. При этом директор ГАБТ подтвердил, что сделал предложение Филину остаться в театре, но не сообщил, в какой должности.