Сергей Пиняев начал футбольную карьеру в саратовском клубе «Торпедо», после чего подающий надежды футболист играл в клубах «Локомотив», «Чертаново», «Крылья Советов», а также проходил стажировку в академии «Манчестер Юнайтед».

В марте 2022 года, будучи игроком самарского клуба, провёл свою первую игру за молодежную сборную России, а уже в ноябре вошел в состав сборной России, став самым молодым футболистом в истории сборной — 18 лет и 15 дней.

26 марта 2023 года Сергей Пиняев забил свой первый мяч за сборную России в товарищеском матче против сборной Ирака, став самым молодым автором гола в истории национальной команды.