Sérgio Nunes de Magalhães Júnior nasceu em Recife (PE), no dia 7 de fevereiro de 1916, filho de Sérgio Nunes de Magalhães e de Antônia de Godói Magalhães.

Formou-se em engenharia civil em 1937, pouco antes do golpe do Estado Novo. Transferiu-se para o Rio de Janeiro, passando a trabalhar como engenheiro na Diretoria de Limpeza Pública da Secretaria de Viação e Obras Públicas. Em 1938 assumiu a chefia do Serviço de Estatística do mesmo órgão, e no ano seguinte tornou-se diretor do Departamento de Geografia e Estatística da Prefeitura do Distrito Federal, função que exerceria até 1947. De 1948 a 1951 trabalhou no laboratório de estatística do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), sob a direção do professor Giorgio Mortara.

Entre 1952 e 1954, durante o segundo governo de Getúlio Vargas, foi diretor do Montepio dos Empregados Municipais, implantando medidas em benefício do funcionalismo que tornaram-se o marco inicial de sua popularidade.

Ingressando no Partido Trabalhista Brasileiro (PTB), candidatou-se nessa legenda a deputado federal pelo Distrito Federal nas eleições de outubro de 1954. Vitorioso no pleito, assumiu, em fevereiro de 1955, o mandato na Câmara.

Em 1956, já no governo de Juscelino Kubitschek, foi um dos fundadores da Frente Parlamentar Nacionalista (FPN), organização interpartidária criada na Câmara Federal em torno de idéias nacionalistas, reunindo parlamentares do Partido Socialista Brasileiro (PSB), do PTB, do Partido Social Democrático (PSD) e da União Democrática Nacional (UDN). Em maio de 1957 assumiu a vice-liderança do PTB na Câmara tornando-se, em julho seguinte, vice-líder da maioria.

Em outubro de 1958, num período caracterizado pelo agravamento dos desequilíbrios financeiros acirrados com a crise do café e pela pressão dos credores estrangeiros sobre o governo brasileiro, Sérgio Magalhães foi reeleito, sempre na legenda do PTB.

No mês das eleições, o presidente Kubitschek anunciou uma nova iniciativa governamental, o Plano de Estabilização Monetária, cuja implantação, no primeiro semestre de 1959, provocou forte oposição ao governo. Recém-eleito primeiro-vice-presidente da mesa da Câmara, Sérgio Magalhães e o então líder do PTB nessa casa legislativa, Fernando Ferrari, dirigiram intensos ataques contra o Plano de Estabilização Monetária durante as sessões plenárias.

Integrando, ao lado de Almino Afonso, Armando Temperani Pereira, Rubens Paiva e Clidenor Freitas, entre outros, o chamado "grupo compacto" do PTB, reunindo os parlamentares mais radicais do partido, defensores da reforma agrária e da estatização de diversos setores da economia, Sérgio Magalhães moveu, durante o ano de 1960, forte oposição ao que denominou "manobras continuístas" do governo Kubitschek.

Em 1962 ligou-se à Frente de Mobilização Popular (FMP), movimento recém-criado que se propunha a lutar como grupo de pressão em favor das chamadas reformas de base — agrária, urbana, tributária, bancária e constitucional. Em outubro de 1962 foi reeleito, na legenda da Aliança Socialista Trabalhista, formada pelo PSB e PTB. Em fevereiro de 1963 foi eleito presidente da FPN.

Eleito vice-líder da maioria e do PTB em abril seguinte, no mês de junho Sérgio Magalhães combateu intensamente o Projeto nº 93 que estabelecia a reforma agrária, apresentado em 1962 por Mílton Campos ao Senado e então em pauta na Câmara.

Em novembro de 1963, logo após o assassinato do presidente norte-americano John Kennedy, Sérgio Magalhães fez uma advertência ao povo brasileiro ao afirmar que a primeira conseqüência da nova política dos Estados Unidos "será o golpe nas nossas instituições democráticas para facilitar os acordos antinacionais e fazer calar a voz dos nacionalistas".

Representando a FPN foi um dos signatários, ao lado de diversas lideranças das principais entidades sindicais e associações profissionais e estudantis, da convocação para o Comício das Reformas, ou Comício da Central, como se tornou conhecido, contando com a participação do então presidente da República João Goulart, que havia assinado decreto de nacionalização das refinarias de petróleo particulares e outro voltado para a reforma agrária. Diante disso, os setores descontentes com a política implementada por Goulart intensificaram a conspiração para destituí-lo, o que afinal ocorreu em 31 de março seguinte, com a eclosão de um movimento político-militar.

Afastado compulsoriamente da vida política, Sérgio Magalhães dedicou-se a partir de então à atividade profissional de engenheiro. Mais tarde aposentou-se como perito do Instituto de Previdência do Rio de Janeiro, passando a trabalhar como engenheiro autônomo. Em 1974 readquiriu os direitos políticos com a expiração do prazo de sua punição pelo Ato Institucional nº 1 (AI-1).

No governo Moreira Franco presidiu o Instituto de Previdência do Estado do Rio de Janeiro (Iperj). Permaneceu nesse cargo até 1990, quando se desincompatibilizou para concorrer a uma cadeira na Câmara dos Deputados na legenda do Partido do Movimento Democrático Brasileiro (PMDB).

Casou-se em primeiras núpcias om Maria de Lurdes Portinho, com quem teve seis filhos. Em 1962 casou-se em segundas núpcias com Laís Delgado Magalhães, com quem teve um filho Faleceu no Rio de Janeiro em junho de 1991.