Родился 27 июня 1956 года в городе Краснодар в семье военнослужащего. В 1963 году Сергей пошёл в школу. В старших классах он решил идти по стопам отца - военного лётчика-фронтовика, который, как рассказали товарищи Сергея, воевал с первого дня войны и до Победы и не получил ни одного ранения.
В школе Сергей учился хорошо, увлекался спортом. В 1973 году, оканчивая 10-й класс, Сергей принял решение стать военным лётчиком и поступать в Тамбовское высшее военное авиационное училище лётчиков. После успешной сдачи экзаменов его зачислили курсантом. Учился курсант С.А. Полухин хорошо, особое внимание уделял изучению специальных предметов; аэродинамики, конструкции летательных аппаратов. А когда впервые поднялся в небо на учебном реактивном Л-29, то окончательно понял, что не ошибся в выборе профессии. Он серьёзно занялся спортом и сам подобрал для себя комплекс специальных физических упражнений.
После успешного окончания училища в 1977 году ему присваивают воинское звание «лейтенант» и направляют на должность помощника командира корабля Ту-16 303-го тяжёлого бомбардировочного авиационного полка Дальней авиации, дислоцировавшегося на Дальнем Востоке.
Служба у молодого лётчика лейтенанта С.А. Полухина с первых дней складывалась успешно. Он быстро завоевал авторитету командования и в коллективе и уже через два года был подготовлен до уровня командира корабля. В начале ноября ему было присвоено воинское звание «старший лейтенант», а 29 ноября 1979 года командование направляет молодого перспективного лётчика на курсы подготовки командиров кораблей в Рязань, в Центр боевой подготовки и переучивания лётного состава. После окончания обуче¬ния старшего лейтенанта С.А. Полухина назначают командиром корабля Ту-16 в 402-й тбап. Через два года, в 1981 году, капитана С.А. Полухина переводят в Белоруссию, в прославленный 121-й гвардейский авиационный полк тяжёлых бомбардировщиков на должность командира сверхзвукового дальнего бомбардировщика Ту-22. В полку он за короткий срок переучивается на новый самолёт. Продолжает много летать. В 1982 году успешно сдаёт экзамены и получает квалификацию «военный лётчик 2-го класса». А менее чем через год, в марте 1983 года, становится военным лётчиком 1-го класса. Это весьма показательно, потому что лётчики, как правило, проходят эту дистанцию минимум за два года.
Как писал в июне 1991 года в «Красной звезде» лётчик-испытатель ГНИКИ ВВС полковник В.И. Павлов: «Сергей — испытатель по призванию. Его однокашник рассказывал, что ещё в училище, а потом на Дальнем Востоке, где они служили, мысль об этой работе не покидала его ни на минуту».
В начале 1983 года капитан С.А. Полухин подаёт рапорт с просьбой о направлении его для сдачи вступительных экзаменов в Ахтубинск, в Центр подготовки лётчиков-испытателей. Летом этого же года он блестяще сдаёт экзамены, теоретический и лётный, и становится слушателем Центра.
После окончания обучения капитана С.А. Полухина назначают на должность лётчика-испытателя авиационной испытательной эскадрильи службы лётных испытаний бомбардировочной авиации 1 Управления. С присущим ему энтузиазмом Сергей Анатольевич берётся за освоение тонкостей лётной; испытательной работы и успешно проходит этап становления. Об одном из эпизодов его испытательной работы писал В.И. Павлов: «...Помню, заснеженной выдалась зима 1987 года. После снегопада — оттепель, потом мороз. И стала наша взлётно-посадочная полоса катком. План испытательных работ большой, а сроки поджимали. В это время к нам в НИИ пришел самолёт с новым оборудованием. Командир доверил Сергею начать испытания. И пошёл Сергей Полухин, как положено в авиации, от простого к сложному. Сначала сделал пробежку, потом взлёт, открутил задание на «отлично», посадил на очищенную ото льда полосу, ширина которой не превы¬шала 30 метров. Так летал лётчик-испытатель С. Полухин».
В 1990 году он — лётчик-испытатель 2-го класса, подготовлен до уровня первого, общий налёт — почти 2.200 часов. За время лётной работы успел освоить более 30 типов и модификаций самолётов, среди которых — Ту-16, Ту-22, Ту-22М, Ту-95, Ту-134, Су-24, Ил-76, Ил-86.
Сергей женился после окончания училища. В 1979 году в молодой семье рождается дочь Ксения, а ещё через год — сын Сергей. Без преувеличения можно сказать, что на отдыхе он был душой компании. Он увлекался водными видами спорта, любил кататься на моторной лодке, ходил на катамаране под парусом, мечтал с женой Татьяной и детьми под его белым парусом дойти до Астрахани.
В конце мая 1990 года он в экипаже со штурманом-испытателем Влади-миром Кетовым участвовал в испытаниях по доводке системы автоматиче-ского управления самолёта Су-24МП в горной местности — на аэродроме Капетаари. Испытания маловысотного контура САУ близились к завершению.
31 мая в 11 часов местного времени самолёт вырулил на ВПП, готовясь в очередной раз уйти в небо. Получено разрешение на взлёт, включен форсаж обоих двигателей, разбег, отрыв... Вдруг на 8-й секунде полёта и высоте 30-50 метров самолёт неожиданно для экипажа стал резко крениться влево и опускать нос. Он почти лёг на спину, когда лётчику ценой неимоверных усилий удалось уменьшить крен со 160-170 до 80-90 градусов. Экипаж предпринял попытку катапультирования, но, борясь за машину, они потеряли драгоценное время для собственного спасения...
Комиссия, расследовавшая происшествие, не установила истинную причину катастрофы, так как аварийный самописец оказался неисправным, а записи параметрического самописца были уничтожены во время удара самолёта о землю.
Ахтубинская правда
Общественно-политическое издание г.Ахтубинска 
Алексей Куцаев 
Районная детская школа искусств № 21 
Центр народной культуры 
Историко - краеведческий музей
Оксана Гончарова
«КЛЕОПАТРА» 
Родился 27 июня 1956 года в городе Краснодар в семье военнослужащего. В 1963 году Сергей пошёл в школу. В старших классах он решил идти по стопам отца - военного лётчика-фронтовика, который, как рассказали товарищи Сергея, воевал с первого дня войны и до Победы и не получил ни одного ранения. 
