В 1997 году Харитонов поступил в Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище. Пять лет был бессменным капитаном сборной ВДВ по рукопашному бою. Имеет воинское звание майор.
За свою карьеру в ММА он выступал под эгидой Pride, К-1 Hero’s, Dream, Strikeforce, а в настоящее время Сергей имеет контракт с Bellator, а также является президентом российской федерации универсального боя (UNIFIGHT).
Одержал победы над такими бойцами как Фабрицио Вердум, Андрей Орловский, Алистар Оверим, Педро Ризу, Рой Нельсон и другими.
Помимо смешанных единоборств Харитонов участвует в боях по правилам профессионального кикбоксинга (турниры K-1 и Ultimate Glory Series), а также любительского бокса.
