После окончания Саратовской гимназии в 1877 году учился в Московском университете, по окончании которого (1881) преподавал там же, в Петровской сельскохозяйственной академии и Петербургском университете. Уже в первых своих самостоятельных работах проявляет повышенную наблюдательность и талант исследователя. В Петербургском университете он работал совместно с И. П. Бородиным, А. Н. Бекетовым и М. С. Ворониным.
В 1894 году был приглашён работать на кафедру систематики и морфологии растений Киевского университета. Читал курс анатомии, морфологии и систематики растений. Участвовал в строительстве школы в районе Святошино под Киевом, занимался делами Киевского общества естествоиспытателей. В 1894—1896 годах работал над исследованием берёзы обыкновенной. Работа «Об обыкновенной берёзе и морфологическом значении халацогамии» стала следствием подготовки диссертации на соискание степени доктора наук. Защита диссертации проходила в Одесском университете в 1896 году. Европейские учёные первоначально расценили работы Навашина как ошибочные, так как они сильно противоречили имевшимся на тот момент научным взглядам, но со временем вынуждены были признать его правоту.
В 1894—1914 годах работал директором ботанического сада Киевского университета. В 1898 году представил доклад об исследовании двойного оплодотворения у лилии кудреватой (Lilium martagon L.) и рябчика восточного (Fritillaria tenella) на заседании Х съезда естествоиспытателей и врачей, в том же году опубликовал его на немецком языке[3]. Многие ботаники и до Навашина подробно исследовали различные виды лилий, но умудрились не обратить внимания на этот важный феномен. Работал на острове Ява.
Навашин на собственные средства оборудовал небольшую лабораторию в селении Святошино недалеко от Киева. Здесь он продолжил свои научные исследования, всё больше углубляясь в чистую цитологию. Благодаря своей наблюдательности он опять добивается успеха и делает открытия, мимо которых многие цитологи.
В 1915 году врачи диагностировали у С. Г. Навашина рак и даже предсказывали его скорую смерть, но после проведённой операции Сергей Гаврилович прожил ещё 15 лет. По совету врачей он переехал в г. Тифлис, где продолжил свою научную и педагогическую деятельность в должностях профессора Грузинского университета и тифлисского политехникума.
В 1917 году избирается действительным членом Петербургской академия наук и шведской академии наук в Упсале.
С весны 1923 года исполнял обязанности директора Государственного Тимирязевского научно-исследовательского института, одновременно продолжая свои научные исследования. Неоднократно выезжал с докладами на зарубежные научные симпозиумы. В 1930 году уходит с поста директора и сосредотачивается исключительно на научной деятельности. Но осенью того же года заболевает тяжёлой формой гриппа, который через полтора месяца привёл к заражению крови. 10 декабря 1930 года в 2 часа ночи С. Г. Навашин скончался.
Лауреат премии имени К. Бэра СПбАН (1904). Член-корреспондент Баварской академии наук (1908)[4]. Иностранный член Лондонского Линнеевского общества (1911). Академик Всеукраинской академии наук (07.04.1924)[5]. Почётный член Немецкого ботанического общества.
Начало научной и педогогической деятельности Бонтанический сад при МГУ 《 Аптекарский огород》 в этот период С.Г Навашин начал изучать мхи средней России и грибы, паразити рующие на мхах.
В 1894 году был приглашён работать на кафедру систематики и морфологии растений Киевского университета. Читал курс анатомии, морфологии и систематики растений. Участвовал в строительстве школы в районе Святошино под Киевом, занимался делами Киевского общества естествоиспытателей. В 1894—1896 годах работал над исследованием берёзы обыкновенной. Работа «Об обыкновенной берёзе и морфологическом значении халацогамии» стала следствием подготовки диссертации на соискание степени доктора наук. Защита диссертации проходила в Одесском университете в 1896 году. Европейские учёные первоначально расценили работы Навашина как ошибочные, так как они сильно противоречили имевшимся на тот момент научным взглядам, но со временем вынуждены были признать его правоту.
В 1894—1914 годах работал директором ботанического сада Киевского университета. В 1898 году представил доклад об исследовании двойного оплодотворения у лилии кудреватой (Lilium martagon L.) и рябчика восточного (Fritillaria tenella) на заседании Х съезда естествоиспытателей и врачей, в том же году опубликовал его на немецком языке[3]. Многие ботаники и до Навашина подробно исследовали различные виды лилий, но умудрились не обратить внимания на этот важный феномен. Работал на острове Ява.
Навашин на собственные средства оборудовал небольшую лабораторию в селении Святошино недалеко от Киева. Здесь он продолжил свои научные исследования, всё больше углубляясь в чистую цитологию. Благодаря своей наблюдательности он опять добивается успеха и делает открытия, мимо которых многие цитологи.
В 1915 году врачи диагностировали у С. Г. Навашина рак и даже предсказывали его скорую смерть, но после проведённой операции Сергей Гаврилович прожил ещё 15 лет. По совету врачей он переехал в г. Тифлис, где продолжил свою научную и педагогическую деятельность в должностях профессора Грузинского университета и тифлисского политехникума.
В 1917 году избирается действительным членом Петербургской академия наук и шведской академии наук в Упсале.
С весны 1923 года исполнял обязанности директора Государственного Тимирязевского научно-исследовательского института, одновременно продолжая свои научные исследования. Неоднократно выезжал с докладами на зарубежные научные симпозиумы. В 1930 году уходит с поста директора и сосредотачивается исключительно на научной деятельности. Но осенью того же года заболевает тяжёлой формой гриппа, который через полтора месяца привёл к заражению крови. 10 декабря 1930 года в 2 часа ночи С. Г. Навашин скончался.
Лауреат премии имени К. Бэра СПбАН (1904). Член-корреспондент Баварской академии наук (1908)[4]. Иностранный член Лондонского Линнеевского общества (1911). Академик Всеукраинской академии наук (07.04.1924)[5]. Почётный член Немецкого ботанического общества.