Сергей Афонин родился 25 января 1959 года в городе Кумертау, Республика Башкортостан. В 1978 году, окончил Кумертауский горномеханический техникум по специальности «обработка металлов резанием». Позднее, получил высшее образование, успешно завершив курс обучения в Уфимском авиационном институте, с присвоением квалификации «инженер-механик».
Трудовую деятельность, Афонин начал непосредственно по окончании техникума, с должности фрезеровщика Кумертауского АПП.
В период с 1978 по 1980 год, проходил срочную службу в Вооруженных Силах СССР.
Затем, после увольнения в запас, занял должность диспетчера завода «Искра».
Начиная с 1980 года, последовательно замещал должности старшего лаборанта, начальника отдела и начальника бюро Кумертауского авиационного производственного объединения.
С 1990 по 1996 год, опытный управленец возглавлял Кумертауское ремонтно-строительное управление, а в 1996 году, назначен генеральным директором АООТ «РСУ».
Далее, в 1996 году, Сергей Иванович занял пост главы администрации города Кумертау. С 2006 года, являлся главой Администрации Городского Округа город Кумертау, РБ.
В 2010 году, перешел на должность заместителя Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан, а через год, приступил к работе в качестве заместителя Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан-министра жилищно-коммунального хозяйства.
С 2012 по 2018 год, возглавлял министерство ЖКХ Республики Башкортостан. Почетное звание «Заслуженный строитель Республики Башкортостан».
Впоследствии, 9 сентября 2018 года, Афонин Сергей Иванович избран депутатом Государственного Собрания - Курултая Республики Башкортостан по Кумертаускому одномандатному избирательному округу № 15. Входит в состав комитета по местному самоуправлению, развитию институтов гражданского общества и СМИ.
Член фракции Всероссийской политической партии «Единая Россия».
Женат. Воспитал сына и дочь.