Родился учёный в Туле. С 14 лет трудился на Тульском оружейном заводе — учеником слесаря, станочником, чертёжником и техником. Без отрыва от производства учился в вечерней школе и Тульском механическом техникуме им. С. И. Мосина.
В 1931 году Сергей Семёнович окончил Ленинградский машиностроительный факультет, получив квалификацию инженера-механика по оружейно-пулемётной специальности, и возвратился на Тульский оружейный завод. Работал сначала цеховым инженером, затем начальником взаимозаменяемости и режущего инструмента. Под его непосредственным руководством были созданы нормали по изготовлению режущих и мерительных инструментов, используемых в производстве стрелкового оружия.
В 1934–1939 годах Петрухин преподавал по совместительству в Тульском механическом институте. В 1940-м перевёлся в ТМИ заведующим кафедрой «Инструментальное производство» (с 1946 года кафедра «Металлорежущие инструменты»). В ноябре 1941 года был направлен на комбинат № 179, эвакуированный в город Новосибирск. Там Сергей Семёнович проработал старшим инженером до июля 1942 года.
После эвакуации возвратился в ТМИ. Вплоть до своей кончины был заведующим кафедрой «Металлорежущие инструменты».
С марта 1943 года Петрухин возглавлял механический факультет (впоследствии механико-технологический).
С сентября 1956 года до образования Тульского политехнического института занимал пост ректора Тульского механического института. Сергей Семёнович внёс значительный вклад в развитие материально-технической и научной базы вуза, а также его социальной инфраструктуры.
Именно в этот период в институте было открыто 5 новых специальностей, 7 новых кафедр и заочный факультет, созданы первые советы по защите кандидатских диссертаций, осуществлён первый набор иностранных студентов, построено два общежития на улицах Агеева и Смидович, дом для профессорско-преподавательского состава, заложен новый учебный корпус на улице Фридриха Энгельса, введены в строй учебно-производственные мастерские, организован спортивно-оздоровительный лагерь в Щёкинском районе. Количество аудиторий, лабораторий и других учебных помещений увеличилось с 49 до 150.
Сергей Семёнович Петрухин — автор более 100 научных работ, в том числе двух монографий, в области проектирования режущих инструментов на основе предложенной им кинематической теории. Он подготовил 15 кандидатов технических наук.
Учёный возглавлял совет по присуждению учёной степени доктора технических наук по специальности «Процессы и машины обработки материалов резанием. Автоматические линии».
Он являлся основателем и научным руководителем межвузовского сборника «Исследования в области инструментального производства и обработки металлов резанием».
Петрухин был человеком с активной жизненной позицией. В 1950–1963 годах избирался депутатом Тульского районного и городского Советов депутатов трудящихся.
Сергей Семёнович был награждён орденом Трудового Красного Знамени, медалями «За доблестный труд в период Великой Отечественной войны 1941–1945 гг.», «За трудовую доблесть» и другими.
Скончался 21 ноября 1984 года.
На фасаде второго учебного корпуса Тульского государственного университета установлена мемориальная доска учёному.
Доктор технических наук, директор Политехнического института Олег Игоревич Борискин — последний аспирант Сергея Семёновича Петрухина. О своём Учителе отзывается с большой теплотой.
— После второго курса я начал заниматься научной работой. Тогда-то судьба и свела меня с Сергеем Семёновичем, — рассказывает он. — Это была личность! Человек, не просто имеющий своё мнение по всем вопросам, но и умеющий его отстоять. И к студентам, и к своим сотрудникам он относился доброжелательно. С Петрухиным было интересно не только как с Педагогом с большой буквы, но и как с Человеком с большой буквы…
Сергей Семёнович, вспоминает Олег Игоревич Борискин, пользовался огромным авторитетом среди учёных и производственников бывшего Советского Союза. Директора предприятий могли даже остановить совещание, когда им докладывали, что приехал Петрухин.
Занимаясь научно-исследовательской деятельностью, сам Борискин часто принимал участие в научно-технических конференциях в разных городах.
— И меня там спрашивали: «Кто ваш учитель?» А когда я отвечал, что Сергей Семёнович Петрухин, то отношение ко мне сразу же менялось. Воспринимали уже как родного! — делится Олег Игоревич. — Я очень благодарен своему Учителю! Именно он предложил мне после окончания вуза остаться работать лаборантом на кафедре. Сергей Семёнович Петрухин и кандидат технических наук, профессор Николай Георгиевич Стаханов не просто были моими научными руководителями. Они выпестовали меня, способствовали моему дальнейшему становлению.
Сергей Семёнович Петрухин часто собирал своих аспирантов по вечерам. Не нотации читал, а просто рассказывал случаи из своей жизни.
— Вот так он нас и воспитывал — на жизненных примерах, — говорит Олег Игоревич. — Удивительный был человек!
Текст Татьяны Крикунковой.
