Родился 12 июля 1914 года в городе Житомире (Украина). Окончил 6 классов, в 1932 году - школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ) при заводе "Ленинская кузница" в городе Киеве и работал там же токарем. С марта 1933 года был председателем профкома и секретарём комсомольской организации ФЗУ, кульпропагандистом комсомольской организации завода. С 10 июня 1933 года в рядах Красной Армии. В сентябре 1934 года окончил Харьковскую военную авиационную школу пилотов и был оставлен в ней лётчиком-инструктором. В августе 1938 года переведён на ту же должность в Кировабадскую ВАШП (Закавказский военный округ). В ноябре 1939 года назначен командиром звена в 68-й ИАП (ВВС Ленинградского военного округа).

Участник Советско-Финляндской войны с 1 декабря 1939 по 13 марта 1940 гг. в составе 7-го ИАП (59-я ИАБР, ВВС 7-й Армии) и 68-го ИАП (59-я ИАБР, ВВС 13-й Армии). Летал на И-15бис, И-153 и И-16.

К 27 января 1940 года командир звена 4-й эскадрильи 68-го истребительного авиационного полка (59-я истребительная авиационная бригада, ВВС 13-й Армии, Северо-Западный фронт) старший лейтенант С. И. Миронов совершил 37 боевых вылетов, в 3 воздушных боях сбил лично 1 самолёт противника, штурмовыми ударами уничтожил более 10 огневых точек. Всего совершил 135 боевых вылетов. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 7 апреля 1940 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 280).

С марта 1940 года исполнял должность помощника командира эскадрильи 7-го ИАП. С сентября 1940 гола - слушатель Военной академии командного и штурманского состава ВВС Красной армии, но закончить её не успел.

С 22 июня 1941 года капитан С. И. Миронов в действующей армии: в составе 7-го ИАП (5-я САД, ВВС Ленинградского фронта), летал на И-16. Был командиром эскадрильи, с июля - заместитель командира этого полка. С августа 1941 года воевал в 153-м ИАП (той же 5-й САД), летал на И-16 и "Аэрокобре". Полк поддерживал войска 23-й Армии Ленинградского фронта в боях на Карельском перешейке. В октябре 1941 года принял командование этим полком, участвовал в битве за Ленинград, с июня 1942 года сражался на Воронежском фронте. С декабря 1942 года подполковник С. И. Миронов служил в Инспекции ВВС Красной Армии, где летал на разных типах самолётов. С января 1943 года исполнял должность начальника Управления истребительной авиации Главного управления боевой подготовки фронтовой авиации ВВС Красной армии. С мая 1944 года - в Управлении 193-й ИАД (13-й ИАК), летал на Як-9.

К 9 мая 1945 года командир 193-й истребительной авиационной дивизии (13-й истребительный авиационный корпус, 16-я Воздушная армия, 1-й Белорусский фронт) Гвардии полковник С. И. Миронов совершил 124 боевых вылетов, провёл 38 воздушных боёв, в которых сбил лично 7 и в составе группы 4 самолёта противника (в последнем наградном листе говорится о 9 личных и 2 групповых победах), а также уничтожил 3 аэростата-корректировщика.

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. В марте 1949 года окончил Военную академию Генерального штаба. Был командиром 61-го Гвардейского ИАК в составе 24-й Воздушной армии ГСОВГ. В декабре 1949 года генерал-майор авиации С. И. Миронов назначается начальником Управления боевой подготовки истребительной авиации ВВС. С марта 1953 года - начальник управления боевой подготовки истребительной авиации Главного управления боевой подготовки ВВС. С октября 1953 года - командующий 30-й Воздушной армии Прибалтийского ВО. С января 1957 года генерал-лейтенант авиации С. И. Миронов - заместитель Главкома ВВС по военно-научной работе. С августа 1960 года - генерал-инспектор Инспекции ВВС Главной инспекции МО СССР. С июля 1962 года - заместитель Главкома ВВС по боевой подготовке и начальником боевой подготовки и членом Военного совета ВВС, член Военного Совета ВВС. 3 августа 1964 года погиб в авиационной катастрофе. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.

Награждён орденами: Ленина (07.04.1940), Красного Знамени (05.01.1940, 03.05.1942, 13.09.1942, 17.10.1942, 03.11.1953), Суворова 2-й степени (06.04.1945, 31.05.1945), Кутузова 2-й степени (19.04.1945), Красной Звезды (20.06.1949); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (03.11.1944).