На время представления к званию Герой Социалистического Труда:
- труктор стрелкового оружия.

Родился 22 сентября (4 октября) 1894 года в деревне Федотово Великовской волости Ковровского уезда Владимирской губернии, ныне в составе села Мелехово Ковровского района Владимирской области в крестьянской семье. В 1907 году ококнгичл три класса Федотовского земского начального училища.

С 16 лет работал учеником в местной слесарно-кузнечной мастерской, получил навык работы с металлом. В 1912 году поступил работать на ткацкую фабрику Куваева в Иваново-Вознесенске, в советское время "Большая ивановская мануфактура". Здесь интересом изучал работу станков и потихоньку даже стал их ремонтировать и пытаться усовершенствовать. Позднее работал на станции Растяпино (ныне город Дзержинск Нижегородской области).

С 1917 года работал слесарем-отладчиком автоматического оружия на Ковровском пулемётном заводе (ныне - ОАО "Завод имени В.А.Дегтярёва"). Принимал участие в доработке и отладке первого русского автомата В.Г.Фёдорова. С 1922 года занимал должности мастера, позже старшего мастера. В период с 1922 по 1923 год работал над проектом ручного пулемёта и автоматической винтовки под руководством В.Г.Фёдорова и В.А.Дегтярёва. В 1926 году представил на конкурс свою первую автоматическую винтовку, которая была принята на вооружение армии лишь в 1936 году. Производство винтовки АВС-36 осуществлял в период с 1934 по 1939 годы Ижевский машиностроительный завод. Они широко использовалась в Советско-Финскую войну и в начале Великой Отечественной войны.

С 1929 года последовательно занимал должности начальника сборочного цеха, конструктора, руководителя экспериментальной мастерской. Член ВКП(б) / КПСС с 1927 года. В период с 1932 по 1933 годы проходил обучение в Промышленной академии (ныне - Московская финансово-промышленная академия).

С началом Великой Отечественной войны Симонов был вместе с предприятием эвакуирован в Саратов. Большое внимание уделял созданию ручных и станковых пулемётов, но не прекратил разработку другого оружия. В 1941 году разработал 14,5-мм противотанковое самозарядное ружьё (ПТРС). Это было вызвано потребностью армии в эффективном, мобильном, простом в обращении противотанковом средстве ближнего боя. ПТРС по своим боевым и эксплуатационным качествам превосходило практически все подобные иностранные системы: имело малую массу, высокую маневренность на поле боя и возможность хорошей маскировки применительно к местности.

В 1944 году на вооружение армии был принят знаменитый самозарядный карабин Симонова (СКС-45), выпускался серийно Тульским оружейным заводом и Ижевским механическим заводом до 1956 года. За это время было изготовлено 2 685 900 штук. После снятия с производства СКС ещё долгое время находился на вооружении армии.

В 1950-1970-е годах работал в НИИ-61 (ныне Центральный НИИ точного машиностроения ЦНИИТОЧМАШ) (город Климовск Московской области), где создал ещё более 150 образцов стрелкового оружия, в том числе несколько десятков разнообразных вариантов самозарядных и автоматических карабинов, созданных на базе СКС, а также самозарядных винтовок, самозарядных снайперских винтовок, пистолетов-пулемётов, ручных пулемётов.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 20 октября 1954 года за создание новых образцов вооружений, Симонову Сергею Гавриловичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали "Серп и Молот".

Являлся одним из первых советских оружейников, кто разрабатывал конструкцию оружия с учётом упрощения и удешевления производства путём внедрения штамповки и литья для изготовления наиболее ответственных деталей. Также он разработал схему, позволившую уменьшить габариты пистолетов-пулемётов. На этой основе были созданы: УЗИ, "Ингрэм", "Берета". Конструктивная основа автомата "Калашников" - также работа С.Г.Симонова. В музее Вооруженных Сил представлено более 200 образцов и модификаций его оружия. Большое внимание уделял внедрению новых образцов в производство, воспитанию грамотных и ответственных специалистов.

Избирался депутатом Верховного Совета РСФСР.

Жил в Москве. Умер 6 мая 1986 года. Похоронен в Москве на Кунцевском кладбище (участок 10).

Лауреат Сталинской премии I степени (1942) и II степени (1949), Заслуженный изобретатель РСФСР (1964).

Награждён тремя орденами Ленина (18.01.1942, 20.10.1954, 04.10.1984), орденами Октябрьской Революции (04.10.1974), Кутузова 2-й степени (16.09.1945), Отечественной войны 1-й степени, двумя орденами Трудового Красного Знамени (05.08.1974, 05.10.1979) орденом Красной Звезды (08.06.1939), медалями.

В центре Подольска ему открыт памятник. Имя конструктора увековечено на стеле конструкторам-оружейникам на территории завода имени Дегтярева в городе Коврове.