Sergio heredó de su padre, Battista «Pinin» Farina, el liderazgo de la compañía Carrozzeria Pininfarina. Sergio estudió ingeniería mecánica en la Universidad Politécnica de Turín, y pronto heredó de su padre la dirección de la empresa familiar, en 1966, cinco años después de entrar en ella.
Bajo su mando se han creado modelos como los Ferrari 250 GTO y Testarossa -manteniendo una vinculación muy estrecha con la firma del cavallino-, el Alfa Romeo Giulietta Spider, el Lancia Flaminia o el Maserati Quattroporte. Pero el favorito de Sergio Pininfarina era el Ferrari Dino Berlinetta Special de 1965.
Tal era su prestigio que llegó a ser el líder de la Confederación de Empresarios Industriales de Italia (Cofindustria) y, en 2005, el gobierno del país le concedió el puesto de senador vitalicio. No es la primera concesión del estado italiano a Pininfarina: En 1960, como gesto de reconocimiento por su labor empresarial, se promulgó un decreto para que, desde ese momento, el apodo «Pinin» de Battista Farina fuera integrado en el apellido familiar, siendo todos sus descendientes Pininfarina.