Родился 18 января 1963 г. в г. Костроме.
В 1986 г. окончил Костромской государственный педагогический институт им. Н. А. Некрасова (ныне в составе Костромского государственного университета) по специальности "история и педагогика".
В 1986-1987 гг. проходил срочную службу в Вооруженных силах СССР.
С ноября 1987 г. по февраль 1991 г. - инструктор отдела комсомольских организаций, заведующий идеологическим отделом, затем секретарь костромского областного комитета Всесоюзного ленинского коммунистического союза молодежи (ВЛКСМ).
С февраля 1991 г. был главным редактором костромской областной молодежной газеты "Молодой ленинец".
С 1992 по 1998 г. работал председателем комитета по делам молодежи, семьи и детства администрации Костромской области.
В ноябре 1998 г. стал председателем Костромской государственной телевизионной и радиовещательной компании.
С сентября 2002 г. занимал должности председателя Калининградской государственной телевизионной и радиовещательной компании (ГТРК) "Янтарь", заместителя генерального директора ЗАО "Балтика РВ". С августа по декабрь 2004 г. - руководитель холдинга "Балтийская медиагруппа".
С января 2005 г. по июль 2007 г. возглавлял костромской филиал Всероссийской государственной телевизионной и радиовещательной компании (ГТРК "Кострома").
В 2005-2007 гг. - депутат Костромской областной думы IV созыва. 4 декабря 2005 г. был избран по списку партии "Единая Россия". В облдуме был членом комитета по регламенту и депутатской этике. В июле 2007 г. досрочно сложил депутатские полномочия в связи с переходом на госслужбу.
В июле 2007 г. был назначен заместителем руководителя Федеральной службы по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия (Россвязьохранкультура). В мае 2008 г. Россвязьохранкультура была разделена на два органа: Федеральную службу по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций (Россвязькомнадзор) и Федеральную службу по надзору за соблюдением законодательства в области охраны культурного наследия (Росохранкультура).
С июля по декабрь 2008 г. Сергей Ситников занимал должность заместителя руководителя Россвязькомнадзора. 3 декабря 2008 г. ведомство было преобразовано в Федеральную службу по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
С 8 декабря 2008 г. по 13 апреля 2012 г. являлся руководителем Роскомнадзора.
С 2012 г. Сергей Ситников возглавляет Костромскую область.
13 апреля 2012 г. указом президента РФ Дмитрия Медведева был назначен врио губернатора Костромской области. Сменил во главе региона Игоря Слюняева (Албина).
25 апреля 2012 г. глава государства внес в Костромскую областную думу кандидатуру Сергея Ситникова для наделения полномочиями губернатора региона. 28 апреля 2012 г. областной парламент утвердил предложенную кандидатуру. В тот же день Сергей Ситников официально вступил в должность.
15 мая 2015 г. президент РФ Владимир Путин принял его досрочную отставку, назначив врио руководителя Костромской области.
13 сентября 2015 г. Сергей Ситников одержал победу на прямых выборах губернатора Костромской области с результатом 65,62% голосов избирателей (баллотировался от партии "Единая Россия"). Его ближайший соперник, кандидат от КПРФ, вице-спикер Костромской облдумы Валерий Ижицкий, набрал 21,43%. 15 октября того же года состоялась инаугурация главы региона.
13 сентября 2020 г. вновь был избран губернатором Костромской области. За него проголосовали 64,65% избирателей (был выдвинут "Единой Россией"). Второе место занял кандидат от КПРФ, депутат областной думы Валерий Ижицкий (16,30%). 15 октября того же года Сергей Ситников принял присягу.
14 сентября 2025 г. в третий раз победил на выборах губернатора региона, получив 67,63% голосов избирателей (баллотировался от партии "Единая Россия"). Его ближайший соперник, секретарь по организационно-партийной работе костромского отделения КПРФ Сергей Шпотин (КПРФ), набрал 11,05%. 15 октября того же года Сергей Ситников официально вступил в должность.
Входит в состав Государственного совета РФ.
Действительный государственный советник РФ II класса (2012).
Награжден орденами "За заслуги перед Отечеством" IV и III степеней (2018, 2022), Дружбы (2007), медалями ордена "За заслуги перед Отечеством" II и I степеней (1998, 2010). Имеет благодарности (2013, 2020) и Почетную грамоту президента РФ (2022).