Серге́й Васи́льевич Фоми́н (9 декабря 1917, Москва — 17 августа 1975, Владивосток) — советский математик и педагог.
Первая научная работа была по абстрактной алгебре. В возрасте 19 лет получил некоторые новые результаты в теории бесконечных абелевых групп, которые были опубликованы в его первой статье.
В 1939 окончил МГУ и начал работать в МГУ под руководством А. Н. Колмогорова. Нашёл более простое доказательство необходимых и достаточных условий компактности для хаусдорфовых пространств, что явилось предметом его второй статьи.
Защитил кандидатскую диссертацию в Математическом институте им. В. А. Стеклова (1942). После окончания войны С. В. Фомин вернулся в МГУ, где защитил докторскую диссертацию в 1951 году, в 1953 году стал профессором.
В 1964 году стал профессором кафедры теории функций и функционального анализа, а в 1966 году — профессором на кафедре общих проблем управления (фактическим организатором и руководителем которой он выступал) мехмата МГУ.
Основные работы С. В. Фомина посвящены топологии, динамическим системам в функциональных пространствах, применению теории бесконечномерных представлений групп Ли к теории динамических систем.