Врач-офтальмолог, глазной микрохирург, создатель радиальной кератотомии, профессор, член РАН и РАМН, политик.
В 1960 году впервые в СССР провёл операцию по замене хрусталика глаза. В 1980 году С. Фёдоров стал главой Московского исследовательского института микрохирургии глаза (центр Фёдорова). Автор более 180 изобретений. Являлся лауреатом Золотой медали АН им. Ломоносова, лауреатом премий Палеолога и Оскара (США).
В период с 1989 по 1991 год С. Фёдоров был народным Депутатом СССР. В 1993 году избран в Государственную Думу. В 1996 году выдвигал свою кандидатуру на выборах президента России.
Погиб в авиакатастрофе 2 июня 2000 года. Принадлежавший клинике вертолёт, на котором С. Фёдоров возвращался с конференции из Тамбова, рухнул на пустырь в районе Братцева, близ МКАД. Похоронен С.Н. Фёдоров на кладбище села Рождественно-Суворово Мытищинского района Московской области.