Сергей Князев родился 15 февраля 1959 года в городе Павловский Посад, Московская область. После окончания в 1981 году с отличием юридического факультета Дальневосточного государственного университета поступил на очную целевую аспирантуру юридического факультета Ленинградского государственного университета. В 1985 году под научным руководством профессора Б.В.Дрейшева защитил кандидатскую диссертацию на тему: «Правовое обеспечение планирования комплексного развития городов».
С 1985 года работал на кафедре государственного и международного права юридического факультета Дальневосточного государственного университета сначала ассистентом, затем старшим преподавателем, с 1990 года доцентом, а с 1996 года профессором кафедры государственного и административного права. В период с 1989 года по 1990 годы был заместителем декана юридического факультета, а в период с 1990 года по 1995 годы был деканом юридического факультета ДВГУ. После 1995 года был заместителем директора института и заведующим кафедрой государственного и административного права. заведующий Кафедрой конституционного и административного права Юридической школы Дальневосточного федерального университета с 2011 года по настоящее время.
Руководил рабочей группой по подготовке проекта Устава Приморского края, который был принят 12 сентября 1995 года. В 1999 году в Санкт-Петербургском государственном университете защитил докторскую диссертацию на тему: «Избирательное право в правовой системе Российской Федерации». В 1995-2008 годах был председателем Избирательной комиссии Приморского края.
В 2008 году 3 октября Президент РФ направил Председателю Совета Федерации представление на кандидатуру С.Д.Князева для назначения судьей Конституционного Суда РФ. 15 октября 2008 года на 232 заседании Совета Федерации был назначен судьей Конституционного Суда РФ, а 16 октября 2008 года включен в состав первой палаты Конституционного суда РФ. Женат, имеет двух дочерей и сына.