Родился 1 мая 1963 г. в Оренбурге.
В 1985 г. окончил с отличием факультет механизации сельского хозяйства Оренбургского сельскохозяйственного института (ныне Оренбургский государственный аграрный университет). Еще во время обучения получил первые авторские свидетельства на изобретения.
Кандидат технических наук (диссертация на тему "Разработка и обоснование основных параметров устройств индивидуального учета молока для отбора коров при машинном доении", 1989). Доктор экономических наук (2006).
В 1985 г. начал работать на кафедре механизации животноводства Оренбургского сельскохозяйственного института сначала ассистентом, затем - старшим преподавателем. С 2004 г. – доцент кафедры Оренбургского государственного аграрного университета.
В 1992-1995 гг. был заместителем директора по экономике оренбургского научного производственно-строительного объединения "Полиформ", в 1995-2006 г. - генеральным директором ООО "Предприятие СВС", которое занималось промышленным строительством, возведением жилых домов и объектов коммунальной инфраструктуры.
В 2004 г. учредил оренбургский городской общественный фонд "Центр социальных программ Сергея Катасонова".
В том же году был избран депутатом городского совета по одномандатному округу №7. В горсовете руководил бюджетной группой.
В 2004-2006 гг. возглавлял представительство Республики Башкортостан в Оренбургской области.
До 2010 г. был членом партии "Единая Россия", затем вступил в Либерально-демократическую партию России (ЛДПР). Член координационного совета оренбургского регионального отделения ЛДПР, курировал Оренбургскую, Псковскую области, а также Чувашскую Республику.
В 2006 и 2011 гг. избирался депутатом Законодательного собрания Оренбургской области IV и V созывов по избирательному одномандатному округу №9. В 2006 г. баллотировался от партии "Единая Россия", в 2011 г. - от ЛДПР. Осуществлял депутатскую деятельность на профессиональной постоянной основе, был председателем комитета по вопросам собственности, природопользованию и строительству (2006-2011), затем руководил фракцией ЛДПР.
Летом 2014 г. был выдвинут на досрочных выборах губернатора Оренбургской области в качестве единого кандидата от оппозиции партиями ЛДПР, КПРФ и "Справедливая Россия". 3 июля 2014 г. руководство ЛДПР сняло кандидатуру Катасонова с выборов в связи с запросом прокуратуры РФ. Причина не разглашалась.
18 сентября 2016 г. вновь принял участие в выборах в оренбургское заксобрание от ЛДПР, однако по итогам распределения мест в региональный парламент не прошел.
4 декабря 2011 г. был избран в Государственную думу РФ VI созыва по списку партии ЛДПР (второй номер в региональной группе №56, Оренбургская область). Был первым заместителем председателя комитета ГД по бюджету и налогам, членом комиссии по рассмотрению расходов федерального бюджета, направленных на обеспечение национальной обороны, национальной безопасности и правоохранительной деятельности. Член фракции ЛДПР.
18 сентября 2016 г. был избран депутатом Госдумы РФ VII созыва от ЛДПР (баллотировался как первый номер в региональной группе №100, Оренбургская область). Член партийной фракции. Первый заместитель председателя комитета ГД по бюджету и налогам.
19 сентября 2021 г. участвовал в выборах депутатов Государственной думы РФ VIII созыва от партии ЛДПР. Баллотировался под первым номером в составе региональной группы №35 (Оренбургская обл.). В Думу не прошел.
Награжден Почетной грамотой правительства РФ (2019).
Автор более 40 научных и учебно-методических работ, а также сборника статей "Проявим волю – изменим жизнь" (2012).