Сергей Соин начал свою профессиональную карьеру в 1998 году в московских «Крыльях Советов». Спустя 2 года на драфте НХЛ он был выбран во 2 раунде под общим 50 номером клубом «Колорадо Эвеланш». В 2003 году Сергей перешел в стан вечных соперников «Крыльев» московский ЦСКА. В 2005 году Соин подписал контракт с череповецкой «Северсталью», где стал настоящим лидером команды, за 6 лет набрав 129 (49+80) очков в 331 проведённом матче.
16 мая 2011 года Сергей заключил двухлетнее соглашение с московским «Динамо».
На чемпионате мира 2003 года Сергей провел 7 игр в составе сборной России. Также Соин принимал участие в юниорских чемпионатах мира 1999 и 2000 годов, на последнем из которых он стал обладателем серебряной медали. А на молодёжном чемпионате мира 2002 года он вместе с командой стал победителем турнира.