სერგი კაპანაძე დაიბადა 1981 წლის 25 აპრილს ჭიათურაში. 1998 წელს დაამთავრა ჭიათურის მე-2 საშუალო სკოლა.

სერგი კაპანაძეს უმაღლესი განათლება მიღებული აქვს საქართველოში, უნგრეთსა და ამერიკის შეერთებულ შტატებში.

2002 წელს მიენიჭა საერთაშორისო ურთიერთობების ბაკალავრის ხარისხი (ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, საერთაშორისო ურთიერთობების და საერთაშორისო სამართლის ფაკულტეტი, თბილისი, საქართველო), 2003 წელს მოიპოვა საერთაშორისო ურთიერთობების და ევროპათმცოდნეობის მაგისტრის ხარისხი (ცენტრალური ევროპის უნივერსიტეტი, ბუდაპეშტი, უნგრეთი), ხოლო 2010 წელს დაიცვა სადოქტორო დისერტაცია და მიენიჭა საერთაშორისო ურთიერთობების მეცნიერებათა დოქტორის აკადემიური ხარისხი (ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, სოციალურ და პოლიტიკურ მეცნიერებათა ფაკულტეტი, თბილისი, საქართველო).

სერგი კაპანაძე იყო ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროფესორი. ამჟამად არის ილიას სახელწმიფო უნივერსიტეტის სრული პროფესორი და კავკასიის უნივერსიტეტის მოწვეული პროფესორი, სამაგისტრო და სადოქტორო პროგრამების ხელმძღვანელი.

2005-2011 წლებში სერგი კაპანაძე მუშაობდა სხვადასხვა თანამდებობებზე საგარეო საქმეთა სამინისტროში, პრეზიდენტის ადმინისტრაციაში, ეროვნულ უშიშროების საბჭოსა და საგარეო დაზვერვის სპეციალურ სამსახურში.

2011-2012 წლებში იყო საგარეო საქმეთა მინისტრის მოადგილე.

2009 წელს მიენიჭა საგანგებო და სრულუფლებიანი დესპანის დიპლომატიური რანგი.

2011 წელს სერგი კაპანაძე დაჯილდოვდა პრეზიდენტის ბრწყინვალების ორდენით.

2006-2007 წლებში იყო საქართველოს საგარეო დაზვერვის სპეციალური სამსახურის ინფორმაციისა და ანალიზის სამმართველოს უფროსი;

2007-2011 წლებში იკავებდა საქართველოს საგარეო საქმეთა სამინისტროს საერთაშორისო ორგანიზებიების დეპარტამენტის ჯერ დირექტორის მოადგილის., 2008 წლიდან კი დეპარტამენტის დირექტორის თანამდებობას. 2011-2012 წლებში იყო საგარეო საქმეთა მინისტრის მოადგილე;

2013 წელს არულებდა თსუ-ს სოციალური და პოლიტიკური მეცნიერებების ფაკულტეტის დეკანის მოვალებას;

2012-2016 წლებში იყო არასამთავრობო ორგანიზაცია „საქართველოს რეფორმების ასოციაციის“ დირექტორი, 2012-დან 2016 წლამდე კი კავკასიის უნივერსიტეტის სახელმწიფო მართვის სკოლის დეკანი.

2016 წლის ოქტომბერში არჩეულ იქნა საქართველოს მე-9 მოწვევის პარლამენტის წევრად.

2017 წლის 27 მაისს გახდა მოქალაქეთა პოლიტიკური გაერთიანება „ევროპული საქართველო – მოძრაობა თავისუფლებისთვის“ პოლიტიკური საბჭოს წევრი.

აქვს ბრწყინვალების საპრეზიდენტო ორდენი.