Сергій Володимирович Дунаєв — корінний лисичанин. Народився у 1973 році в робітничій сім'ї, у 1990 році закінчив Лисичанську середню школу № 4.

Після закінчення Інституту підвищення кваліфікації, перепідготовки і підготовки кадрів у 2009 році отримав кваліфікацію молодшого спеціаліста з фінансів за спеціальністю «Фінанси». У теперішній час продовжує своє навчання у Східноукраїнському національному університеті імені Володимира Даля за спеціальністю «Фінанси».

Свою трудову біографію Сергій Володимирович розпочав у 1991 році монтажником будівельно-монтажного потягу № 392. З 1994 року працював інспектором служби економічної безпеки акціонерного товариства закритого типу «ПІТТО». З 1995 займається приватною підприємницькою діяльністю.

З 1999 року працює на керівних посадах. Пройшов шлях від заступника директора з комерційних питань, директора малого приватного підприємства «ОСА», директора приватного виробничо-комерційного підприємства «ЛЕГІОН» до генерального директора страхової компанії товариства з додатковою відповідальністю «ОЛВІ».

З 2006 року до жовтня 2009 року працював директором товариства з обмеженою відповідальністю «Енергетична інвестиційна компанія», генеральним директором товариства з обмеженою відповідальністю «Енергопромтекс».

Сергій Дунаєв відомий в місті також своєю благодійною діяльністю. В 2009 році очолив Благодійний фонд «Регіон XXI століття», одним з основних напрямків діяльності якого є допомога дітям, страждаючим на онкологічні захворювання. Завдяки його особистій ініціативі та підтримці надана фінансова допомога на укріплення матеріально-технічної бази закладів охорони здоров'я та освіти, житлово-комунальної сфери міста, розвиток духовної культури та спорту в Лисичанську.

У 2006 році Сергія Володимировича було обрано депутатом Лисичанської міської ради від Партії регіонів, в якій він очолив постійну комісію міської ради з питань соціальної політики, справ молоді, фізичної культури та спорту.

20 вересня 2009 року Дунаєва С.В. обрано Лисичанським міським головою.

Одружений, має двох дітей.