Сергей Воронов родился в Твери в семье музыкантов. Окончил Центральную музыкальную школу при Московской консерватории (1997, класс К. А. Шашкиной), продолжил образование в консерватории имени П. И. Чайковского (2003) и аспирантуре (2005) в классе профессора Э. К. Вирсаладзе. Через три года Сергей Воронов окончил аспирантуру Московской консерватории по камерному ансамблю в классе профессора Г. С. Ширинской.
Наряду с сольными концертами, пианист много выступает в камерных программах. На протяжении нескольких лет он играл в ансамбле со скрипачкой С. Тепловой, с кларнетистом и дирижером, художественным руководителем Камерного оркестра Arpeggione В. Урюпиным. Им исполнено несколько программ в дуэте с народной артисткой России, профессором Московской консерватории И. В. Бочковой.
Музыкант совмещает активную концертную деятельность с преподавательской в классах камерного ансамбля Центральной музыкальной школы и Московской консерватории, а также является ассистентом профессора Э. К. Вирсаладзе.