В 1984 году с отличием закончил 1 ЛМИ им. И.П. Павлова по специальности лечебное дело.

С 1984 г. по 1986 г. проходил подготовку по специальности офтальмология в клинической ординатуре на кафедре офтальмологии Ленинградского государственного института усовершенствования врачей.

С 1986 г. по 1989 г. являлся очным аспирантом кафедры офтальмологии ЛенГИДУВ’а.

В 1989 году защитил кандидатскую диссертацию на тему: «Восстановление путей оттока водянистой влаги у больных открытоугольной глаукомой» и был принят на должность ассистента кафедры офтальмологии.

В 1993 году С.Ю. Астахову присвоена высшая квалификационная категория. В 1995 году был переведен на должность доцента кафедры офтальмологии ГИДУВ’а. В том же году был зачислен в докторантуру переименованного в Медицинскую академию последипломного образования института усовершенствования врачей.

В 1999 году защитил докторскую диссертацию на тему: «Современные методы хирургической реабилитации больных с сочетанием катаракты и глаукомы». С 1999 г. по 2007 г. работал профессором кафедры офтальмологии с курсом детской офтальмологии СПб МАПО. Ученое звание профессора присвоено в 2001 году.

В 2007 году принят на должность профессора кафедры офтальмологии СПб государственного медицинского института им. акад. И.П. Павлова. В 2013 г. избран заведующим этой кафедрой.

С.Ю. Астахов является Главным внештатным офтальмологом Северо-Западного федерального округа, сопредседателем оргкомитета ежегодного офтальмологического международного конгресса «Белые ночи», членом редколлегии журнала «Офтальмологические Ведомости». Под руководством С.Ю. Астахова выполняются кандидатские и докторские диссертации. Он является автором более 100 научных работ и 11 изобретений и патентов.

С 2020 г. Сергей Юрьевич Астахов совмещает работу в ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова с консультативной деятельностью в офтальмологическом центре «ОФТАКОН ЭКСПЕРТ». Имеет действующий сертификат по специальности «Офтальмология» до 2025 года.