Сергей Бакулин родился 13 ноября 1986 года в городе Инсар, Республика Мордовия. Легкой атлетикой начал заниматься у тренируемся в знаменитом центре у Виктора Михайловича Чегина в Мордовском Центре олимпийской подготовки в городе Саранск, куда впоследствии Сергей и переехал. В состав сборной команды России вошел в 2006 году. Через два года выиграл серебряную медаль Национального Чемпионата.
На зимнем Чемпионате России по спортивной ходьбе на дистанции 35 километров Бакулин завоевал титул Чемпиона. На летней Универсиаде в городе Белград, Сербия, состоявшейся 9 июля, в ходьбе на 20 километров спортсмен завоевал золото с рекордом соревнований 1 час 20 минут 52 секунды. Победитель командного Кубка Европы 2009 года. Через год вновь стал Чемпионом страны, подтверждал звание в 2011 и 2013 годах.
В июле 2010 года на Чемпионате Европы по легкой атлетике в ходьбе на 50 километров Россиянин финишировал третьим, уступив французу Йохану Дини и поляку Судолу. Через два года легкоатлет принял участие в XXX летних Олимпийских играх, прошедших с 27 июля по 12 августа в городе Лондон Великобритании.
Спортивный арбитражный суд в Швейцарском городе Лозанна 24 марта 2016 года принял решение аннулировать все результаты Бакулина с 25 февраля 2011 года по 24 декабря 2012 года за нарушение антидопинговых правил, что лишило его золотой медали Чемпионата Мира по легкой атлетике 2011 года в спортивной ходьбе на 50 километров.
В феврале 2018 года Сергей финишировал первым на дистанции 35 километров на командном Чемпионате России по спортивной ходьбе, прошедшем в городе Сочи Краснодарского края. Финишировал с результатом 2 часа 24 минуты 53 секунды.
Легкоатлет тренируется под руководством Наумкина Алексея николаевича, Головина Вячеслава Ивановича, Никитина Сергея Владиленовича и Орлова Равиля Каримовича. Выступает за ЦСКА. Рост спортсмена 169 сантиметров; вес 58 килограммов.
За большой вклад в развитие физической культуры и спорта, высокие спортивные достижения удостоен Почетного звания «Заслуженный мастер спорта Российской Федерации».