В 1971-1973 годах проходил срочную службу в воздушно-десантных войсках Советской Армии. Гвардии старший сержант запаса ВДВ.
В 1978 — 1986 годах работал старшим инженером-геофизиком НПО «Рудгеофизика», геофизиком Зеленогорской экспедиции Министерства геологии СССР.
В 1986 — 1991 годах по направлению Министерства геологии СССР работал старшим геофизиком аэропартии в Монгольской Народной Республике.
В 1993 году получил аттестат Минфина России на право работы на рынке ценных бумаг.
В 1994 — 1995 годах — исполнительный директор АООТ "Строительная корпорация «Возрождение Санкт-Петербурга».
В 1994 году избран депутатом Законодательного Собрания Санкт-Петербурга первого созыва, с апреля 1995 года — первый заместитель председателя Законодательного Собрания Санкт-Петербурга. С апреля по декабрь 1998 года исполнял обязанности председателя Законодательного Собрания Санкт-Петербурга первого созыва.
В декабре 1998 года избран депутатом Законодательного Собрания Санкт-Петербурга второго созыва (12-й избирательный округ). Стал координатором фракции «Законность». В июне 2000 года избран заместителем председателя Законодательного Собрания Санкт-Петербурга второго созыва. В сентябре 2000 года избран председателем политсовета Санкт-Петербургского регионального политического общественного движения «Воля Петербурга».
13 июня 2001 года избран членом Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации — представителем в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от Законодательного Собрания Санкт-Петербурга.
С июня 2001 года — член Комитета Совета Федерации по конституционному законодательству и судебно-правовым вопросам, член Комиссии Совета Федерации по регламенту и парламентским процедурам, с октября 2001 года — заместитель председателя Комитета Совета Федерации по конституционному законодательству и судебно-правовым вопросам.
5 декабря 2001 года был избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.
15 января 2003 года повторно избран представителем в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от Законодательного Собрания г. Санкт-Петербурга.
29 января 2003 года избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации на второй срок.
С апреля 2003 года являлся Председателем Российской партии ЖИЗНИ. 28 октября 2006 года состоялся объединительный съезд новой политической партии “Справедливая Россия: Родина/Пенсионеры/Жизнь”, созданной на основе Российской партии ЖИЗНИ, партии “Родина” и Российской партии Пенсионеров. Председателем партии был избран Сергей Миронов.
В связи с созданием новой партии V (внеочередной) съезд Российской партии ЖИЗНИ принял решение о самороспуске партии и о регистрации Общероссийского общественного движения “Хартия ЖИЗНИ”. Председателем движения был избран Сергей Миронов.
21 марта 2007 года депутатами Законодательного Собрания г.Санкт-Петербурга четвертого созыва Сергей Миронов был избран представителем Законодательно Собрания города в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.
30 марта 2007 года Сергей Миронов в третий раз был избран Председателем Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации.
16 апреля 2011 года на V съезде политической партии «Справедливая Россия» избран на учрежденную в ходе съезда должность Председателя Совета Палаты депутатов партии.
8 июня 2011 года зарегистрирован депутатом Государственной думы, заняв место депутата Елены Вторыгиной.
14 июня 2011 года избран Руководителем фракции «Справедливая Россия» в Государственной Думе Федерального Собрания Российской Федерации; стал членом Комитета Государственной Думы по науке и наукоёмким технологиям.
4 декабря 2011 года переизбран депутатом Государственной Думы Федерального Собрания 6 созыва, руководитель фракции «Справедливая Россия» в Государственной Думе, член Комитета ГД по жилищной политике и жилищно-коммунальному хозяйству.
В декабре 2011 года на продолженном VI Съезде партии «Справедливая Россия» была выдвинута кандидатура Миронова для участия в президентских выборах 2012 года.
По результатам президентских выборов 4 марта 2012 года получил 2 763 935 голосов избирателей (3,85 % от общего числа голосовавших), заняв последнее место, но при этом улучшив свой результат на 3,1 % по сравнению с 2004 годом.
С Президентом России Владимиром Путиным.
31 мая 2014 года
С 11 июля 2012 года — член Государственного совета Российской Федерации. В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 11 июля 2012 года № 946 «Вопросы Государственного совета Российской Федерации» руководители фракций в Государственной Думе, по должности, являются членами государственного совета
