Сергей Тетюхин родился в Ферганской области Узбекской ССР в 1975 г., там же прошло его детство. Первым тренером спортсмена был его отец — Юрий Иванович. В 1992 году семья Тетюхиных переехала в Белгород, а Сергей стал играть в волейбольной команде «Белогорье».
В 1994 году Сергей Тетюхин вошёл в состав молодёжной сборной России. В июле — августе 1996 года в Атланте выступал на первых в своей карьере Олимпийских играх. Российская сборная по волейболу заняла тогда 4-е место, но неоценимый опыт, полученный на турнире такого ранга, не мог не сказаться в будущем.
На следующих Олимпийских играх, которые проходили в Сиднее в 2000 году, российская сборная, в составе которой был и Сергей Тетюхин, завоевала серебряные медали.
Третья (Афины, 2004 г.) и четвертая (Пекин, 2008 г.) Олимпиады Сергея Тетюхина были отмечены бронзовыми медалями.
Звездным часом стала для С. Тетюхина Олимпиада 2012 года, проходившая в Лондоне. Мужская волейбольная сборная России завоевала золотые медали!
Олимпийские игры в Рио-де-Жанейро стали шестой Олимпиадой Сергея Тетюхина. Кроме него, в шести летних Олимпиадах среди представителей игровых командных видов спорта участвовали только российская волейболистка Евгения Эстес (Артамонова), испанский ватерполист Мануэль Эстиарте и бразильская футболистка Формига. 5 августа 2016 года Тетюхин нёс флаг России на церемонии открытия Игр в Рио-де-Жанейро.
