Сергей Железняк родился 30 июля 1970 года в городе Санкт-Петербург. В 1987 году окончил Ленинградское Нахимовское военно-морское училище. В 1990 году Сергей пополнил ряды КПСС. В 1991 году окончил Киевское высшее военно-морское политическое училище, после чего, был направлен заместителем по политической части командира учебной роты мотористов дизельных установок. Через несколько месяцев, в феврале 1992 года, ушел со службы.

С 1993 года Железняк Сергей стал руководителем отдела наружной рекламы компании «APR Group». В 1995 году перешел в должность исполнительного директора компании «APR City». С 2001 года был исполнительным, затем управляющий, генеральным директором компании News Outdoor Russia, принадлежащей в то время медиа-магнату Руперту Мёрдоку. В 2007 году окончил швейцарскую бизнес-школу IMD International. Имеет ученую степень - Кандидат юридических наук.

В 2007 году Сергей Владимирович получил приглашение попробовать свои силы в политике от партии «Единая Россия». Свое согласие сам Сергей объяснял тем, что захотел покинуть бизнес-стезю и направиться в политику так: «Когда долго работаешь в компании, хочется реализовать себя в новом качестве. Служба родине, желание изменить мир к лучшему - то, к чему меня готовили с детства. Поэтому решение идти в политику было осознанным».

В декабре 2007 года Железняк был избран депутатом Государственной думы V созыва от партии «Единая Россия», региональная группа № 80 - город Москва. В думе стал членом комитета по экономической политике и предпринимательству. С марта 2011 года - глава комитета Госдумы по информационной политике, информационным технологиям и связи.

В декабре 2011 года был избран депутатом Государственной думы VI созыва от «Единой России». В июне 2012 года стал заместителем Председателя Государственной думы вместо перешедшего в президентскую Администрацию Олега Морозова. Участвовал в заседаниях так называемого «Большого правительства» Дмитрия Медведева. В 2012 году занял пост заместителя Секретаря Генерального совета партии Единая Россия.

Железняк является председателем союза общественных организаций «Народное большинство России». Он один из авторов «Закона о борьбе с педофилией в интернете», закона «иностранных агентах», «Закона об отмене мобильного рабства», позволяющего абонентам менять мобильного оператора при сохранении номера телефона,  законопроектов о защите персональных данных россиян и авторских прав, законопроектов о защите отечественного кинематографа и других.

На выборах 18 сентября 2016 года Железняк Сергей Владимирович был избран Депутатом Государственной Думы VII созыва  от избирательного округа 0204, Перовский - город Москва. Член фракции Всероссийской политической партии «Единая Россия». Член комитета ГД по международным делам. Дата начала полномочий - 18 сентября 2016 года.