Сергей Федоров родился 13 декабря 1969 года в городе Псков. Спустя девять лет семья будущего хоккеиста перебралась в город Апатиты, Мурманская область. Первой командой Федорова стал местный клуб «Апатитстрой». Завоевав с командой серебро чемпионата города Минск.
Благодаря достигнутым результатам Сергея Федорова, как подающего надежды хоккеиста, пригласили играть в минское «Динамо». В ее составе отыграл сезон 1985 - 1986 годов. Следующий сезон юноша провел уже с московским ЦСКА, тогда же заработал и первое очко Высшей лиги, сыграв матч против команды «Химик».
Официальным началом профессионального спорта в жизни Сергея можно считать конец восьмидесятых, когда Виктор Тихонов, тренер сборной СССР, поставил Сергея, Павла Буре и Александра Могильного в одну связку. И молодые хоккеисты доказали собственные способности на первом же молодежном чемпионате мира, завоевав золотые медали для Советского Союза.
Талантливого хоккеиста заметили не только в родной стране: Федорова пригласили в команду «Детройт Ред Уингз» в 1989 году. Для, того чтобы стать игроком команды Национальной хоккейной лиги, Сергей, будучи в Сиэтле со сборной Советского Союза, буквально сбежал от команды и на ждавшем частном самолете отправился в Детройт.
Столь смелая выходка лишила Федорова звания заслуженного мастера спорта Советского Союза, но подарила головокружительные перспективы и открыла путь к успеху. В первом же матче за новую команду игрок забил гол, а сезон закончил уже с 79 очками и 39 забитыми голами. Следующие сезоны оказались не менее удачными: Сергей Федоров уверенно вел команду вперед и даже удостоился приза «Харт Трофи» как лучший игрок сезона.
Ярким оказался и сезон 1996 - 1997 годов. Тогда, выйдя на лед против команды «Вашингтон Кэпиталз», Сергей Федоров забил пять голов за один матч. В целом же спортсмен набрал 20 очков. Столь сильная и талантливая игра позволила «Детройту» получить заветный Кубок Стэнли, ставший для команды первым за 42 года.
В этом же году срок контракта игрока с командой истек. Сергей, оказавшись свободным агентом, поставил вопрос о повышении оплаты контракта. После раздумий руководство клуба согласилось на условия хоккеиста. К сожалению, следующие три сезона оказались неудачными. Очередной Кубок Стэнли достался «Крыльям» только в сезоне 2001 - 2002 годов.
С 2003 года Федоров пришел в команду, ставшую финалистом кубка Стэнли, однако в новом сезоне клуб даже не смог выйти в плей-офф. В ноябре 2005 года «Дакс» обменяли Сергея и пик в пятом раунде драфта в «Коламбус Блю Джекетс», получив за него двух других игроков.
За «Коламбусе» хоккеист провел три неполных сезона. Федоров впервые за карьеру попал в команду-аутсайдера и страдал от травм, а после прихода нового тренера, исповедовавшего оборонительный хоккей и нередко ставившего игрока на позицию защитника, прямо выказывал недовольство положением в команде.
Перед дедлайном в 2008 году хоккеиста, с истекающим контрактом, обменяли в «Вашингтон Кэпиталз». Заключительный сезон в НХЛ спортсмен провел на вторых ролях, играя бок о бок с молодыми звездными соотечественниками Овечкиным и Семиным. Однако в седьмом матче первого раунда плей-офф против «Нью-Йорк Рейнджерс» Федоров забросил победную шайбу.
В 2009 году хоккеист вернулся в Россию и подписал контракт с командой «Металлург» из города Магнитогорск. Сергей Федоров и здесь показал серьезные результаты, позволив команде дойти до финальных матчей Восточной Конференции.
Совет директоров ЦСКА в 2012 году назначил Сергея главным менеджером команды. Игра не всегда проходила успешно, поэтому работу Федорова постоянно критиковали за кадровую политику и неправильный выбор тренеров. Тем не менее, на этом посту хоккеист провел четыре года, а в 2016-м назначен главным менеджером по селекции московского ЦСКА. С 2017 года хоккеист входит в состав наблюдательного совета клуба ЦСКА.
Хоккеист Сергей Федоров является трехкратным Чемпионом Мира, причем дважды в составе сборной СССР. Также в активе спортсмена серебряная и бронзовые награды Олимпийских игр. Помимо этого за время проведенное в Национальной Хоккейной лиге игрок завоевал 13 наград, из них, высшее достижение для клубов турнира, три Кубка Стенли. С 2015 года включен в Зал Хоккейной славы в городе Торонто.