Родился 6 августа 1975 г. в г. Загорске (ныне - г. Сергиев Посад) Московской области.
В 1997 г. окончил Хотьковский аграрный техникум по специальности "бухгалтерский учет и аудит", в 2003 г. - Московскую финансово-юридическую академию по специальности "юриспруденция", в 2008 г. - Северо-Западную академию государственной службы по специальности "государственное и муниципальное управление".
Является выпускником т. н. школы губернаторов. Программа подготовки кадрового управленческого резерва государственной службы была запущена в июне 2017 г. на базе Высшей школы государственного управления (ВШГУ) и подготовлена на основе программ Корпоративного университета Сбербанка, Московской школы управления "Сколково", РАНХиГС и Высшей школы экономики.
Кандидат исторических наук. В 2005 г. в Московском государственном университете сервиса защитил диссертацию на тему "Социокультурный портрет предпринимателя периода нэпа и его отражение в пропаганде и массовом сознании".
В начале 1990-х гг. работал в качестве подсобного рабочего на стройке. Вместе с отцом занимался предпринимательской деятельностью. В 1993-1994 гг. возглавил хозяйственную часть в ЗАО "ЛДР", в 1994-1995 гг. был заместителем директора по снабжению компании "Политранс".
В 1995-2001 гг. - директор ООО "Цефей", в 2001-2002 гг. - директор ООО "Стройтайм СП".
В 2002-2004 гг. - директор культурно-просветительского центра "Дубрава". Центр расположен в микрорайоне Семхоз (ранее - поселок) Сергиева Посада, где жил протоирей Александр Мень, и где в 1960 г. родился его сын Михаил (в дальнейшем - вице-губернатор Московской области, вице-мэр Москвы, глава Ивановской области; ныне - министр строительства и ЖКХ). С 2008 г. "Дубрава" носит имя Александра Меня.
С 2004 г. - член Всероссийской политической партии "Единая Россия".
С 2004 по 2005 г. Сергей Пахомов работал в правительстве Московской области, был заместителем руководителя Северо-Посадского территориального исполнительного органа (временный орган управления, учрежден в начале 2004 г. губернатором области Борисом Громовым после отмены результатов выборов главы местной администрации, на время судебных разбирательств).
В 2005 г. - сотрудник мэрии Москвы. Заместитель руководителя московского фонда поддержки и развития межрегиональных связей "Сотрудничество".
В конце 2005 г. Сергей Пахомов перешел на работу в администрацию Ивановской области (глава региона - Михаил Мень).
В 2005-2008 гг. - заместитель председателя правительства Ивановской области, руководитель комплекса общественных связей и региональной политики (с 2007 г. - комплекс внутренней политики). Представитель губернатора в Ивановской областной думе.
С 2006 по 2008 г. - заместитель председателя Общероссийского совета муниципальной службы.
В 2008-2013 гг. - депутат, в 2008-2013 гг. - председатель Ивановской областной думы. Избирался в V и VI созыв регионального парламента 2 марта 2008 г. и 8 сентября 2013 г. по списку партии "Единая Россия". 20 марта 2008 г. избран председателем облдумы. 14 сентября 2013 г. был выдвинут на пост члена Совета Федерации от Ивановской области, однако через несколько дней сообщил о сложении полномочий сенатора и депутата. 26 сентября 2013 г. Ивановская дума прекратила полномочия Сергея Пахомова.
21 декабря 2009 г. вошел в список лиц, включенных в резерв управленческих кадров, находящихся под патронажем президента РФ.
После ухода Михаила Меня в октябре 2013 г. с поста губернатора Ивановской области Сергей Пахомов также покинул регион и вернулся в г. Сергиев Посад.
В декабре 2013 г. был назначен первым заместителем главы администрации Сергиево-Посадского муниципального района, временно исполняющим обязанности главы района (сменил на посту Владимира Короткова).
С 16 февраля 2014 г. по 23 сентября 2016 г. - глава Сергиево-Посадского муниципального района. Был выдвинут кандидатом от партии "Единая Россия", по итогам голосования набрал 77,86%.
18 сентября 2016 г. избран депутатом Государственной думы РФ VII созыва от "Единой России" по Сергиево-Посадскому одномандатному избирательному округу №124 (Московская область). Получил 47,39% голосов, его ближайший соперник от КПРФ Анастасия Преображенская – 12,87%. В нижней палате парламента вошел в состав партийной фракции. С 20 ноября 2018 г. - первый заместитель председателя комитета ГД по жилищной политике и ЖКХ.
С 2021 г. - депутат Государственной думы РФ VIII созыва от "Единой России". Был избран 19 сентября 2021 г. по Сергиево-Посадскому одномандатному избирательному округу №125 (Московская обл.). Набрал 45% голосов (второе место в округе занял депутат Сергиево-Посадского городского округа Андрей Мардасов от "Справедливой России - За правду", 14,46%). Член фракции "Единая Россия". С 12 октября 2021 г. - председатель комитета Госдумы по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству.
Бывший секретарь Ивановского областного отделения партии "Единая Россия" (2008-2013), член генерального совета "Единой России".
Координатор направления "Удобная и комфортная жизнь" Программной комиссии "Единой России" (с февраля 2022 г.).
Входит в состав наблюдательного совета Фонда развития территорий (с 2022 г.).
Был президентом футбольного клуба "Текстильщик-Телеком" (с 2008 - "Текстильщик"; Ивановская область).
Имеет благодарности президента (2010) и правительства (2019) РФ.