
В 1975 году закончил Оренбургское высшее военное авиационное училище, в 1987 году закончил Заочный институт советской торговли.
В 1982 году в звании майора уволен из рядов Вооруженных Сил СССР, а также исключен из КПСС за участие в неофициальной демократической организации и антисоветскую агитацию. С 1982 года работал механиком Мосинжстроя. В 1989-1991 годах работал директором подразделения СП «Розек» по прокату автомобилей.
В августе 1991 года создал собственную автодилерскую компанию "Рольф". В 2004 покинул пост президента компании, передав оперативное управление наемным менеджерам. В 2007-2016 годах являлся депутатом Государственной Думы от партии "Справедливая Россия". В мае 2018 года стал председателем совета директоров "Рольфа".
В 2016 году бизнесмен покинул РФ и переехал в Австрию, гражданство которой у него было. Летом 2019 года Петрову было предъявлено обвинение в тяжком преступлении — в совершении валютных операций по переводу денежных средств на счета нерезидентов с использованием подложных документов (ч. 3 ст. 193.1 УК РФ). Бизнесмен вначале был объявлен в федеральный, а 7 августа 2019 года — в международный розыск.
По данным журнала Forbes на 2019 год, состояние Сергея Петрова оценивается в 900 миллионов долларов (114-е место в рейтинге богатейших бизнесменов России).