Сергей Бурунов долгое время был известен как актер озвучивания. Его голосом говорили Леонардо ДиКаприо, Грю из мультика «Гадкий Я», Адам Сэндлер и другие. Бурунов даже переозвучил безвременно ушедшего Андрея Панина в детективном сериале «Журов». Также принимал участие в озвучивании компьютерных игр.
Зрителям стал известен благодаря пародийному шоу «Большая разница», где сыграл множество ролей. Позже снялся в огромном количестве комедий: «Полицейский с Рублевки», «Ивановы-Ивановы», «Домашний арест», «Мылодрама», «Туристическая полиция» и тому подобное.
А когда-то Бурунов намеревался стать летчиком: семья жила недалеко от аэропорта Домодедово, поэтому Сергей с ранних лет мечтал о небе. Они вместе с отцом ездили на показательные выступления летчиков-асов в Тушино. В старших классах средней школы Бурунов занимался как пилот-любитель во 2-м Московском аэроклубе имени Виктора Талалихина, где в 1993 году, в шестнадцать лет, окончил курс «Летная эксплуатация учебно-тренировочного самолета Як-52». Учился в Качинском высшем военном авиационном училище летчиков имени А. Ф. Мясникова по специальности «летчик-инженер».
В училище Сергей понял, что перспектива стать военным летчиком его перестала вдохновлять, зато появился интерес к сцене — вместе с друзьями он участвовал в КВН, успешно выступал в межвузовских конкурсах.
В 1997 году предпринял тщетную попытку поступить в театральный вуз, после чего пошел на эстрадное отделение Государственного училища циркового и эстрадного искусства, куда был принят сразу на второй курс. Отучившись год, снова подал документы в Щукинское училище и опять провалил вступительные экзамены. После этого Сергей обратился к художественному руководителю курса Марине Пантелеевой, и она предложила ему идти на платное обучение. Учеба, по словам актера, давалась ему тяжело, и он завел обыкновение вести особые тетради, где подмечал и записывал характерные черты и нюансы различных типажей — для будущей работы. Впоследствии Сергей четыре года отработал в московском Театре сатиры.
Дебютировал в кино в 2002 году, сыграв эпизодическую роль в сериале «Кодекс чести». После этого неоднократно появлялся на экране, как правило, в ролях второго плана. Приглашение на Первый канал в шоу «Большая разница», с одной стороны, позволило ему завоевать определенную популярность, но с другой — долгое время режиссеры отказывались брать его в какие бы то ни было серьезные картины с формулировкой «опять будет смешно, он нам такой не нужен». Постепенно Сергей завоевал репутацию крепкого мастера эпизода и, преодолев предубеждения по отношению к себе (как ни странно, ролью в сериале «Полицейский с Рублевки»), стал весьма востребованным актером.
На сегодняшний день у Бурунова в фильмографии много и главных ролей. И уже не только в комедиях, хотя в этом жанре он все же особенно востребован, а, например, в «Содержанках». «Комедия комедии рознь, я не собираюсь совсем отказываться от любимого жанра, одного из самых сложных, кстати, — говорит Сергей. — Просто хочется чуть-чуть — я подчеркиваю — чуть-чуть сместить вектор в сторону глубокого смысла и философии, чтобы в материале была мысль, чтобы было над чем задуматься».
Осенью 2021-го Бурунов «переименовался» в Сержа и стал ведущим шоу «Форт Боярд» на СТС.
Бурунов холост, женат никогда не был. Объясняет это застенчивостью перед женщинами. Вообще, актер сам себя называет интровертом, который «выбрал самую публичную профессию на Земле».