Трудовую деятельность начал мастером на судостроительном заводе. Был секретарем заводского комитета ВЛКСМ, первым секретарем Горьковского обкома ВЛКСМ.
В конце 1980-х годов Кириенко в числе других комсомольских лидеров организовал многопрофильный «Акционерный молодежный концерн» (АМК), а вскоре стал его президентом. В марте 1990 года стал депутатом Горьковского областного совета народных депутатов.
В 1991-1993 годах Сергей Кириенко учился в Академии народного хозяйства при Правительстве РФ по специализации «Финансы и банковское дело». Окончив вуз, стал председателем правления нижегородского социально-коммерческого банка «Гарантия».
В 1996 году Сергей Кириенко стал президентом нефтяной компании «НОРСИ-ойл».
13 мая 1997 года назначен первым заместителем министра топлива и энергетики РФ, а в ноябре того же года – министром.
24 апреля 1998 года назначен председателем правительства РФ.
23 августа 1998 года указом президента РФ Бориса Ельцина правительство Кириенко было отправлено в отставку в полном составе.
18 мая 2000 года Сергей Кириенко был назначен полномочным представителем президента РФ в Приволжском федеральном округе. В мае 2001 года, оставаясь полпредом, занял пост председателя Государственной комиссии РФ по химическому разоружению.
15 ноября 2005 года распоряжением правительства РФ назначен руководителем Федерального агентства по атомной энергии.
С 12 декабря 2007 года Кириенко занимает пост генерального директора Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом».
С 5 октября 2016 года - первый заместитель главы администрации президента РФ.
Сергей Кириенко женат, у него трое детей – сын и две дочери.
