Родился 15 декабря 1909 года в деревне Коротово (ныне Чеpеповецкий район Вологодской области). В 1930 году окончил Шухободскую пpофтехшколу, затем работал токарем по металлу и техником по ремонту паровозных котлов на Ярославском паровозоремонтном заводе. В июне 1931 года по специальному набору ЦК ВКП(б) призван в ряды Красной Армии. В 1933 году окончил 7-ю Военную авиационную школу лётчиков (город Сталинград). С декабря 1933 года служил младшим лётчиком и командиром звена в 121-й ИАЭ (404-я АБР, ВВС Закавказского военного округа).

Участник гражданской войны в Испании с 14 января по 26 июля 1937 года. Лейтенант С. П. Данилов командовал авиационным звеном, совершил несколько десятков боевых вылетов на И-16, воздушных побед не имел. После возвращении в СССР - командир авиационного отряда 121-й ИАЭ в Баку (август - декабрь 1937 года), окончил Высшие авиационные курсы усовершенствования в Липецке в 1938 году, был назначен командиром эскадрильи. С ноября 1938 года командовал 44-м ИАП (54-я ИАБР, ВВС Ленинградского военного округа). С июня 1939 года - командир 56-го ИАП.

Участник Советско-Японского конфликта на реке Халхин-Гол с 18 июля по 16 сентября 1939 года в должности командира 56-го истребительного авиационного полка (1-я истребительная авиационная бригада, ВВС 1-й Армейской группы). В небе Монголии майор С. П. Данилов совершил 60 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 5 и в составе группы ещё 5 самолётов противника (в материалах Представления к званию ГСС говорится: "С 18.07.1939 г. имеет 40 боевых вылетов и 20 штурмовых действий. Полком уничтожено 80 самолётов противника. Лично сбил 6 И-97 и 2 СБ-96. Проявил храбрость в воздушных боях, заботу, желание, умение при боевом сколачивании лётного состава, вследствие чего полк, состоящий из подразделений разных округов, в течение 4-5 дней был сколочен и выполнял боевые задачи"). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 ноября 1939 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 168).

В 1940 году окончил оперативные курсы при Академии Генерального штаба РККА. С апреля 1940 года - командир 42-й ИАБР, с августа 1940 - командир 3-й ИАД (ВВС Ленинградского военного округа).

С 22 июня 1941 года полковник С. П. Данилов на фронтах Великой Отечественной войны в составе той же 3-й ИАД, летал на И-16. С 19 июля 1941 года - командир 7-го ИАК ПВО Ленинграда, летал на И-16 и Як-1. С 27 сентября 1941 года - командир 5-й САД (ВВС 23-й Армии, Ленинградский фронт), летал на Як-1. С 18 февраля 1942 года - заместитель командующего ВВС 54-й Армии (Ленинградский фронт), летал на Як-1. С 12 июля 1942 года - командир 287-й ИАД (в составе 8-й и 4-й Воздушных армий сражалась на Брянском, Юго-Восточном, Сталинградском, Южном, Северо-Кавказском фронтах), летал на Ла-5, Як-1 и Як-9. С 27 июля 1943 года - командир 11-го САК (в сентябре 1944 года преобразован в 14-й ИАК). В составе 15-й Воздушной армии сражался на Западном, Прибалтийском, 2-м Прибалтийском и Ленинградском фронтах, летал на Як-9 и Як-3.

К 9 мая 1945 года генерал-майор авиации С. П. Данилов выполнил 112 боевых вылетов, провёл 23 воздушных боя, в которых сбил лично 2 и в составе группы 1 самолёт противника.

24 мая 1945 года погиб под Ригой при исполнении служебных обязанностей (в результате катастрофы самолёта УТ-2). Похоронен в городе Риге (столице Латвии), позднее перезахоронен в Москве на Новодевичьем кладбище. Имя Героя носит улица в городе Череповце.

Награждён орденами: Ленина (17.11.1939), Красного Знамени (27.07.1937), Суворова 2-й степени (29.06.1945), Кутузова 2-й степени (08.04.1944), Отечественной войны 1-й степени (22.02.1943); медалью "За отвагу" (14.11.1938), "За боевые заслуги" (03.11.1944), орденом Боевого Красного Знамени МНР (10.08.1939).

Список известных воздушных побед С. П. Данилова:

Советско-Японский конфликт на реке Халхин-Гол, 1939 г.

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
25.07.1939	1  И-97  (в паре)	севернее Хамардаба	И-16
29.07.1939	1  И-97	северо-западнее озеро Узур-Нур
21.08.1939	2  ЛБ  (в группе 2/5)	Тамцак-Булак - озеро Буир-Нур
22.08.1939	1  И-97	район реки Халхин-Гол
25.08.1939	1  И-97	Таранчин-обо - гора Холе
	1  И-97  (в группе 1/5)
	1  И-97  (в группе)	Джинджин-Сумэ
	1  И-97	район реки Халхин-Гол
27.08.1939	1  "бомбардировщик"	озеро Узур-Нур
Всего сбитых самолётов - 5 + 5;  боевых вылетов - 60.

Великая Отечественная война, 1941-1945 гг.

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
27.09.1942	1  Ю-88	Сталинград	Ла-5
Всего сбитых самолётов - 2 + 1  [1 + 0];  боевых вылетов - 112;  воздушных боёв - 23.

Из фотоматериалов разных лет: