Сергій Дунай народився у селі Карначівка (у минулому Лановецького району, а нині це Збаразька громада). Навчався у Карначівській та Вербовецькій школах. Закінчив механіко-математичний факультет Львівського національного університету ім. І. Франка. Тридцять років працював учителем математики та інформатики у Карначівській та Лопушненській школах. У 2015 році Сергія мобілізували на фронт. У складі 93 окремої механізованої бригади він з березня 2015 року до березня 2016-го пройшов і навчання на полігонах, і пекло боїв на Донеччині. Капітан Дунай загинув поблизу н.п. Діброва Луганської області. Один із організаторів та капітан команди "Каменяр", Шили.