Сергей Иванович Меняйло родился 22 августа 1960 года в городе Алагир (Северо-Осетинская АССР, РСФСР).

В 1983 году окончил Каспийское высшее военно-морское краснознаменное училище им. С. М. Кирова по специальности инженер-штурман. После выпуска был назначен командиром штурманской боевой части на базовый тральщик Кольской флотилии Северного флота, передает ДВ-РОСС.

С 1986 года — командир базового тральщика БТ-22. Через 5 лет получил назначение командиром морского тральщика «Контр-адмирал Власов».

В 1990 году был избран депутатом Мурманского областного Совета.

В 1995 году — окончил военно-морскую академию им. адмирала флота Советского Союза Н. Г. Кузнецова и был назначен начальником штаба — заместителем командира соединения кораблей Каспийской флотилии.

С 1998 года — командир соединения кораблей охраны водного района.

В 2002 году зачислен слушателем Военной академии Генерального штаба Вооружённых сил Российской Федерации.

22 июня 2004 года указом Президента Российской Федерации капитан 1 ранга С. И. Меняйло назначен начальником штаба, а в 2005 году — командиром Новороссийской военно-морской базы.

Указом Президента Российской Федерации от 6 июня 2007 года № 717 и приказом Министра обороны Российской Федерации от 7 июня 2007 года № 212 присвоено очередное воинское звание «вице-адмирал».

В августе 2008 года принимал самое активное участие в военно-морской десантной кампании в ходе проведения операции российских вооруженных сил по принуждению Грузии к миру. Для доставки миротворческого контингента в район противостояния возглавил отряд боевых кораблей Черноморского флота в Абхазии.

Указом Президента Российской Федерации от 30 мая 2009 года № 722 вице-адмирал Меняйло Сергей Иванович назначен заместителем командующего Черноморским флотом Российской Федерации.

В апреле 2010 года выдвинут партией «Единая Россия» (в группе из трёх кандидатов) на должность главы Республики Северная Осетия — Алания.

Приказом МО РФ № 412 от 2 октября 2006 года «За высокое профессиональное мастерство, разумную инициативу, настойчивость и требовательность, проявленные при выполнении специального задания командования, личный вклад в поддержание боевой готовности Вооруженных Сил Российской Федерации, образцовое руководство подчиненным личным составом» награждён именным огнестрельным оружием — 9-мм пистолетом пистолетом Макарова.

Указом Президента РФ от 22 декабря 2011 года № 1675 вице-адмирал Меняйло С. И. освобождён от занимаемой должности заместителя командующего Черноморским флотом и уволен с военной службы в запас Вооружённых Сил Российской Федерации.

14 апреля 2014 года назначен исполняющим обязанности губернатора г. Севастополя.