Родился 11 августа 1955 г. в Москве в семье монтажника Пантелея Андреевича и экономиста Валентины Федоровны Мавроди.
В 1978 г. окончил факультет прикладной математики Московского института электронного машиностроения (ныне - Московский государственный институт электроники и математики в составе Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики").
После вуза Сергей Мавроди несколько лет работал в одном из закрытых московских научно-исследовательских институтов, откуда уволился в 1981 г. Затем начал подпольно изготавливать и продавать аудиозаписи, официально работая ночным сторожем в метро. В 1983 г. был задержан по обвинению в спекуляции, в качестве наказания ему был назначен административный арест на 10 суток.
В 1988 г. вместе с младшим братом Вячеславом и его подругой Мариной Муравьевой основал кооператив "МММ" (название составлено из первых букв фамилий основателей). Первоначально кооператив занимался торговлей импортной оргтехникой, благодаря активной рекламе в 1991 г. стал лидером в России в данной области. 5 ноября 1991 г. "МММ" даже зарегистрировал собственный коммерческий банк (ликвидирован в 1994 г.).
В начале 1992 г. Государственная налоговая служба начала подозревать "МММ" в уклонении от налогов. Мавроди отказался от торгового бизнеса и 20 октября 1992 г. зарегистрировал чековый инвестиционный фонд АООТ (акционерное общество открытого типа) "МММ-Инвест", а затем ряд других структур (АООТ "МММ", АОЗТ "МММ-Фонды" и др.). В феврале 1993 г. он начал прием приватизационных чеков (ваучеров) от населения по всей России, обещая вкладчикам сверхприбыли в 1000% годовых. Фактически "МММ" работал как финансовая пирамида: доходы старым вкладчикам выплачивались за счет вступительных взносов новых. Тем не менее, часть средств вкладывалась в реальные активы: были куплены миноритарные пакеты в "АвтоВАЗе", Томском нефтехимическом комбинате и др.
Сергей Мавроди привлекал вкладчиков активной рекламой в СМИ и громкими акциями, например, спонсировал День города в Москве в 1994 г. Ключевым персонажем цикла телевизионных рекламных роликов был стремительно богатевший "человек из народа" Леня Голубков, роль которого исполнял актер Владимир Пермяков.
Пика популярности "МММ" достиг к концу 1993 г.: акции "МММ" и дополнительно выпущенные Мавроди "билеты" быстро росли в цене, их котировки публиковались в центральных газетах и на телевидении.
В конце июля 1994 г. "МММ" вновь обвинили в уклонении от налогов на сумму в 49,9 млрд руб. 29 июля Сергей Мавроди объявил о снижении стоимости акций в 127 раз, с 127 до 1 тыс. руб. Это привело к панике вкладчиков и дальнейшему обесцениванию ее ценных бумаг. Точных сумм ущерба, нанесенных экономике России деятельностью "МММ", не публиковалось.
4 августа 1994 г. ОМОН взял штурмом главный офис "МММ" в Москве, касса компании была арестована, Мавроди взяли под стражу по обвинению в уклонении от налогов. При этом многие из вкладчиков выступали в его защиту, так как считали, что в крахе "МММ" виновато государство и представители силовых структур. Фактически это означало крах пирамиды, но официально компания была ликвидирована только в 1997 г. Всего в "МММ" вложили деньги, по разным оценкам, от 10 до 15 млн граждан РФ, ущерб в 2007 г. был оценен в 110 млн руб. (порядка 4 млн долларов США). Приобретенные "МММ" пакеты акций "АвтоВАЗа" и др. компаний были возвращены государству.
В 1994-1995 гг. - депутат Государственной думы I созыва. В сентябре 1994 г. был выдвинут инициативной группой граждан, после чего освобожден из-под ареста. На дополнительных выборах 30 октября 1994 г. избран по Мытищинскому одномандатному округу (Московская область) на место депутата Андрея Айздердзиса, убитого в апреле 1994 г. В думские фракции не входил, оставаясь независимым депутатом. Был членом комитета по международным делам.
В 1994 г. вместе с политтехнологами Андреем Богдановым (в 2008 г. - кандидат на выборах президента РФ) и Валентином Полуэктовым создал Партию народного капитала. В думских выборах 1995 г. она не участвовала и вскоре была ликвидирована.
7 апреля 1995 г. Госдума по запросу генпрокурора РФ предприняла попытку лишить Мавроди парламентской неприкосновенности в связи с возбуждением в отношении него нового уголовного дела по факту финансовых махинаций. Однако для снятия иммунитета не хватило 17 голосов ("за" высказались 283 депутата при необходимом минимуме в 300 голосов). 6 октября 1995 г. депутатские полномочия Мавроди были прекращены досрочно из-за "пренебрежения депутатскими обязанностями и занятия коммерческой деятельностью". Однако уголовное дело против него было на тот момент приостановлено.
В 1996 г. Сергей Мавроди выдвигал свою кандидатуру на пост президента РФ, но не был зарегистрирован Центризбиркомом из-за подделки большой части подписей. После этого он перестал появляться на публике.
В 1998 г. вместе с двоюродной сестрой Оксаной Павлюченко через интернет запустил финансовую пирамиду Stock Generation ("Сток дженерейшн"), которая была ориентирована на американский рынок. От нее к моменту краха в 2000 г. пострадали в общей сложности около 20 тыс. граждан США.
В декабре 1997 г. уголовное дело против Сергея Мавроди было возобновлено, основателя "МММ" объявили в международный розыск. 31 января 2003 г. он был задержан в своей квартире в Москве. Выяснилось, что последние годы он проживал по фальшивому паспорту на имя Юрия Зайцева.
2 декабря 2003 г. Хамовнический районный суд Москвы приговорил Сергея Мавроди по статье 325 УК РФ ("Похищение или повреждение документов") к 13 месяцам лишения свободы.
Дело об уклонении от уплаты налогов в 2007 г. было закрыто в связи с истечением срока давности
28 апреля 2007 г. Чертановский суд Москвы признал Сергея Мавроди виновным по делу о мошенничестве (пункт 3 статьи 159 УК РФ). Он был приговорен к 4,5 годам заключения в колонии общего режима и штрафу в размере 10 тыс. руб. Кроме того, суд обязал его выплатить 20 млн руб. обманутым вкладчикам (всего потерпевшими были признаны более 10 тыс. человек). На момент вынесения приговора Мавроди провел под стражей 4 года и 5 месяцев, поэтому 22 мая 2007 г. он был освобожден.
В ноябре 2008 г. главный судебный пристав РФ сообщил, что за счет продажи имущества Мавроди удалось выручить порядка 18 млн руб.
25 января 2011 г. Мавроди в своем блоге объявил о создании нового проекта - "МММ-2011" (название на этот раз расшифровывалось как "Мы можем многое"). Проект снова работал как финансовая пирамида: Мавроди обещал вкладчикам до 100% годовых, но, в отличие от "МММ" 1990-х гг., система работала только через интернет, без единого центра и счетов. Вкладчики перечисляли средства непосредственно "десятникам" системы, они же вели учет. Сам Сергей Мавроди утверждал, что не получает дохода от "МММ-2011" и прямо признавал, что проект является финансовой пирамидой. Никаких обвинений к нему властями России не предъявлялось.
3 февраля 2011 г. Федеральная антимонопольная служба объявила, что схема "МММ-2011" имеет признаки мошенничества. 16 февраля 2011 г. доступ к сайту Мавроди был запрещен решением Центрального суда Волгограда, впоследствии блокировка поддерживалась судами в других регионах России.
Весной 2012 г. приток новичков в "МММ-2011" уже не обеспечивал выплаты старых вкладчиков, они начали забирать средства из пирамиды. 24 мая 2012 г. Сергей Мавроди объявил о "реорганизации" пирамиды, создав "МММ-2012", работавший по той же схеме. Система начала работать, помимо России, в других странах СНГ. Вскоре после этого Мавроди создал ряд других пирамид под брендом "МММ", в основном работавших в странах СНГ, а затем в Африке и Юго-Восточной Азии, при этом сам он фактически отстранился от руководства проектами. Оценки числа пострадавших вкладчиков всех этих пирамид в России и других странах мира не публиковались. В 2017 г. число нигерийских вкладчиков разорившийся африканской пирамиды "MMM Global" оценивалось в 3 млн человек. В конце 2016 г. "MMM Global" запустил собственную криптовалюту - Mavro. Стоимость ее единицы по состоянию на 26 марта 2018 г. - 0,08 доллара США.
16 сентября 2012 г. на учредительном съезде политической партии "МММ" был избран председателем объединения. Однако Минюст РФ партию не зарегистрировал.
Скончался 26 марта 2018 г. в Москве. По данным ряда СМИ, Мавроди госпитализировали из квартиры на Комсомольском проспекте, где он проживал. В то же время газета "Московский комсомолец" ранее сообщала, что Мавроди госпитализировали с автобусной остановки на улице Поликарпова. По данным издания, Мавроди жаловался на слабость и боли в сердце, скорую ему вызвал случайный прохожий. Похоронен на Троекуровском кладбище в Москве.
Сергей Мавроди - автор книг "Искушение" (2008), "ПираМММида" (2011), "Сын Люцифера" (2011), "Искушение-2" (2012). "ПираМММида" послужила основой для одноименного кинофильма, поставленного режиссером Эльдаром Салаватовым в 2011 г. Главного героя картины - Сергея Мамонтова, в котором легко угадываются черты Мавроди, сыграл Алексей Серебряков.
Сообщалось, что Мавроди был женат, его супругой называли Елену Мавроди (девичья фамилия - Павлюченко). Некоторые СМИ писали, что у пары есть дочь, однако ее имя не называлось