Учился в общеобразовательной школе номер 564, затем поступил в Ленинградский инженерно-строительный институт, и, не окончив, перешёл в Реставрационный лицей.

Специальность после выпуска — реставратор произведений из дерева 4-го разряда. После учёбы в лицее поступил в Религиозно-философский институт на философский факультет, где проучился три года. Работал грузчиком, сторожем в детском саду, стекольщиком, кузнецом, столяром, дизайнером в рекламном агентстве, ассистентом на съёмках видеоклипов, промоушн-директором на радиостанции «Модерн».

В 1991 году стал музыкантом, ещё c восьмого класса занимаясь рок-музыкой. Начал с проекта «Алкорепица», это был первый российский хардкор-рэп-проект. Затем был коллектив электронной музыки под названием «Ухо Ван Гога».

9 января 1997 года появилась группа Ленинград. Сергей Шнуров, 2003 года 26 сентября 2008 года музыкант создал группу Рубль.

1 июня 2021 года презентовал музыкальный проект Зоя. Кроме этого, Сергей Шнуров выпустил два сольных альбома.

Исполняет песни в жанрах гаражный рок, ска, панк-рок и русский шансон. В песнях повсеместно использует ненормативную лексику. На концерте в Нюрнберге вышел на сцену голым.

Также Сергей Шнуров выступал голым в конце выступления с группой Рубль на фестивале Kubana в августе 2010 года и на концертах группы Ленинград в Москве 5 и 6 июня 2014 года, в столичном клубе Известия Hall.

Также был ведущим телевизионных передач Шнур вокруг света (НТВ, 2006), Ленинградский фронт (Пятый канал, 2005), Окопная жизнь (НТВ, 2008, История российского шоу-бизнеса (СТС, 2010) и Культ тура (Матч ТВ, 2015—2016).

С сентября по ноябрь 2016 года вёл ток-шоу Про любовь на Первом канале в паре с Софико Шеварднадзе, осенью 2017 года недолго вёл на том же канале проект Главный котик страны.

Занимается искусством, является автором направления брэндреализм. По его признанию, музыкант только придумывает концепции произведений, исполняют же их сторонние авторы.

Многократно снимался в кино. Также пишет музыку к кинофильмам, сочиняет песни для групп Ленинград, Диоды и Рубль, а также — для Светы Колібабы и проекта Зоя. 

Так, известность в кино принесла ему музыка к кинофильмам Бумер и Бумер. Фильм второй». В 2003 году записал альбом Huinya c известным музыкальным трио из Лондона The Tiger Lillies. В 2007 году сыграл главную роль в опере Бенвенуто Челлини в Мариинском театре в постановке Василия Бархатова.

Музыкант также занимается озвучиванием аудиокниг, героев мультфильмов и фильмов и др.

Многократно был номинирован на премию «ТОП 50. Самые знаменитые люди Петербурга и в 2009 году взял премию, как самый знаменитый петербуржец в номинации Музыка.

В 2016 году стал человеком и музыкантом года по версии журнала GQ.

Осенью 2018 и 2019 годов был одним из наставников в шоу Голос на Первом канале.

В марте 2019 года в своём Инстаграме он опубликовал стихотворение, в котором объявил о том, что предстоящий тур группы будет последним. Причина распада назревала последние два года, однако группа это даже не обсуждала.

С февраля 2019 года — член Общественного совета при комитете Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации по культуре. В декабре 2019 года вошёл в совет по культуре Российско-китайского комитета дружбы.

29 июня 2020 года назначен генеральным продюсером международного русскоязычного телеканала RTVI. На данном канале с 14 июля стал вести короткую авторскую программу Картинки с выставки. 10 марта 2022 года покинул должность из-за несовпадения взглядов.