Сергей Степашин родился 2 марта 1952 в Китайском городе Люйшунькоу. Его отец - Вадим Дмитриевич Степашин был офицером ВМФ СССР. После школы, в 1973 году окончил Высшее политическое училище Министерства Внутренних Дел СССР в городе Санкт-Петербург. Также имеет диплом Военно-политической академии имени Ленина, где с 1983 по 1986 год учился в аспирантуре. В 1986 году защитил диссертацию на тему: «Партийное руководство противопожарными формированиями Ленинграда в годы Великой Отечественной войны» получил ученую степень «кандидат исторических наук». В Санкт-Петербургском юридическом институте МВД России защитил диссертацию: «Теоретико-правовые аспекты обеспечения безопасности России» стал доктором юридических наук.
С 1973 года на протяжении семнадцати лет Степашин служил во внутренних войсках Министерства Внутренних Дел. С 1980 года преподавал в Петербургском Высшем Политическом Училище МВД Советского Союза. Через семь лет назначен заместителем начальника кафедры истории КПСС. До 1990 год неоднократно выполнял задачи по обеспечению правопорядка в «горячих точках»: Баку, Фергана, Нагорный Карабах, Сухум.
Степашин в 1990 году избрался от Красносельского территориального округа Санкт-Петербурга народным депутатом России. В июне 1990 года на Первом Съезде народных депутатов РСФСР избран в Верховный Совет РСФСР. На II Съезде народных депутатов в декабре 1990 года вместе с Дмитрием Волкогоновым и Сергеем Шахраем являлся сопредседателем фракции «Левый центр». С 1991 года на протяжении двух лет занимал пост председателя Комитета Верховного Совета Российской Федерации по вопросам обороны и безопасности.
В августе 1991 года Сергей Вадимович выступил против Государственного комитета по чрезвычайному положению и поддержал будущего президента Бориса Ельцина. С 26 августа 1991 года возглавлял государственную комиссию по расследованию деятельности Комитета Государственной Безопасности и ГКЧП, созданную по приказу Михаила Сергеевича Горбачева.
С 26 ноября 1991 по 24 января 1992 года Степашин являлся заместителем генерального директора Агентства федеральной безопасности РСФСР. Впоследствии назначен начальником управления АФБ по Санкт-Петербургу и Ленинградской области.
Сергей Степашин с 24 января 1992 по 5 октября 1992 года занимал должность заместителя министра, начальника Управления Министерства безопасности РФ по Санкт-Петербургу и Ленинградской области, а затем стал Первым заместителем министра безопасности России.
Во время конфликта между Верховным Советом и Президентом Борисом Ельциным в сентябре-октябре 1993 года встал на сторону последнего. Подал в отставку 22 сентября 1993 года с поста председателя Комитета ВС РСФСР по вопросам обороны и безопасности. С 24 сентября 1993 года на протяжении трех месяцев являлся Первым заместителем министра безопасности РФ.
С 21 декабря 1993 по 3 марта 1994 года Степашин являлся Первым заместителем директора, а с 3 марта 1994 по 30 июня 1995 года директором Федеральной службы контрразведки России, ставшей впоследствии Федеральной службой безопасности России. Входил в число руководителей операции по разоружению незаконных вооруженных формирований в Чечне в Первую чеченскую кампанию. Отправлен в отставку Президентом Российской Федерации Борисом Ельциным после теракта в Буденновске с 14 по 20 июня 1995 года и вынесения Государственной Думой Федерального Собрания страны частичного вотума недоверия Правительству.
Сергей Вадимович до 1997 года возглавлял административный департамент Аппарата правительства России, курировал силовые структуры. Параллельно занимал пост ответственного секретаря Государственной комиссии РФ по урегулированию кризиса в Чеченской Республике.
С 2 июля 1997 по 30 марта 1998 года являлся министром юстиции Российской Федерации. Возглавил министерство после отставки Валентина Ковалева.
В 1998 году Степашин назначен министром Внутренних Дел России в правительстве Сергея Кириенко. С 11 сентября 1998 года продолжил работу в Правительстве Евгения Примакова. С 27 апреля по 19 мая 1999 занимал должность Первого заместителя председателя Правительства России - министр внутренних дел России.
С 12 мая временно исполнял обязанности председателя правительства в связи с отставкой Евгения Примакова. С 19 мая по 9 августа 1999 года Сергей Вадимович Степашин занимал должность Председателя Правительства Российской Федерации.
До 2000 года Степашин в составе парламентской партии «Яблоко» и в составе комитета по безопасности являлся депутатом Государственной думы РФ III созыва. Избран по Северному одномандатному избирательному округу №209 Санкт-Петербурга. Полномочия прекращены досрочно 26 апреля 2000 года в связи с переходом на другую работу.
Большинством голосов депутатом Государственной Думы России назначен с 19 апреля 2000 года на пост председателя Счетной Палаты России. Занимал эту должность до 20 сентября 2013 года.
С 30 декабря 2013 года Степашин является председателем наблюдательного совета государственной корпорации - Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства. Под его руководством фонд запустил систему сбора взносов за капитальный ремонт на всей территории России. Также занимал пост председателя Императорского Православного Палестинского Общества. Входит в Советы директоров компаний «РЖД», «Русснефть».
Помимо этого, входил в Попечительский совет общественно-государственного объединения «Всероссийское физкультурно-спортивное общество «Динамо». До 2015 года являлся председателем Наблюдательного совета московского футбольного клуба «Динамо». C 2017 года занимал пост члена совета Некоммерческого партнерства «Института внутренних аудиторов» в России.