С июня 1987 года по апрель 1989 проходил срочную военную службу в рядах Вооруженных Сил СССР.
В 1992 окончил Черновицкий государственный университет по квалификации "преподаватель истории", в 2010 – Национальную академию государственного управления при Президенте по специальностям "управление общественным развитием" и "управление на региональном и местном уровне".
С августа 1992 по сентябрь 1997 года работал преподавателем истории и обществоведения в Винницком техникуме мясной и молочной промышленности.
В марте 2002 года избран депутатом Винницкого городского совета 4-го созыва.
На выборах 26 марта 2006 года избран депутатом 5-го созыва в Винницкий городской совет, а на первой сессии городского совета 5-го созыва был избран секретарем Винницкого городского совета.
На выборах 31 октября 2010 года избран депутатом 6-го созыва в Винницкий городской совет. На первом заседании сессии городского совета 6-го созыва был переизбран секретарем городского совета на второй срок.
В 2014 году после ухода Владимира Гройсмана в Кабинет Министров стал и.о. мэра.
С 17 ноября 2015 года городской голова Винницы. Стал мэром по результатам второго тура выборов мэра Винницы, которые прошли 15 ноября 2015 года. За кандидатуру исполняющего обязанности винницкого городского головы Моргунова, который выдвигался от партии "Винницкая европейская стратегия", проголосовали 63,92%, или 50763 избирателя.
На выборах 25 октября 2020 года Сергея Моргунова переизбрали городским головой. Он победил уже в первом туре с большим перевесом, получив 65,93% голосов избирателей.
Кавалер ордена «За заслуги» ІІ степени (24 августа 2017).
Кавалер ордена «За заслуги» ІІІ степени (5 декабря 2008).
19.04.2021