Článek
Litvinov triumfoval v roce 1988 na hrách v Soulu v dosud platném olympijském rekordu 84,80 metru, o osm let dříve na moskevské olympiádě skončil druhý. Mistrem světa se stal v Helsinkách 1983 a Římě 1987. V kariéře třikrát vytvořil světový rekord, jeho osobním maximem byl výkon 86,04 z roku 1986.
Po skončení závodní kariéry se stal trenérem a k jeho svěřencům patřil i jeho syn. Na mistrovství Evropy v roce 2014 v Curychu skončil Sergej Litvinov mladší třetí.