Sergej Wasiljewitsch Scheremetew stammte aus der Familie Scheremetew, die ihren Ursprung von Wasilij Petrowitsch, dem Bruder des Feldmarschalls, hat. Er war der älteste Sohn des Generalmajors Wasilij Sergejewitsch und der Tatjana Iwanowna Marschenko sowie der Bruder des Dekabristen Nikolai Scheremetew.

Seinen Dienst begann er am 4. März 1808 im Litauischen Ulanenregiment im Rang eines Kornetts. Am 1. Mai 1809 wurde er als Praporschik in das Leibgrenadierregiment versetzt und später im selben Jahr in das Kavalergarderegiment. Im Vaterländischen Krieg nahm er an den Schlachten bei Borodino teil, wo er verwundet wurde und mit dem Orden der Heiligen Anna 3. Klasse ausgezeichnet wurde. 1813 erhielt er bei Kulm den Orden des Heiligen Wladimir 4. Klasse und 1814 bei Ferschampenuaz den Orden der Heiligen Anna 2. Klasse. Er machte Karriere und erhielt die Ränge Leutnant, Stabsrotmistr und Rittmeister, bevor er Kommandeur eines Eskadrons und Colonel wurde und den Orden der Heiligen Anna 2. Klasse mit Brillanten erhielt.

Am 15. Dezember 1825, während er im Kavalergarderegiment diente, wurde er zum Flügeladjutanten ernannt. 1826 erhielt er den Orden des Heiligen Wladimir 3. Klasse und 1827 wurde er Generalmajor. 1828 kommandierte er die 2. Brigade der 4. Ulanen-Division und nahm an der Türkenkampagne teil, wo er sich bei der Belagerung von Warna und in Kämpfen mit den Türken auszeichnete, wofür er mit Orden und einem goldenen Säbel ausgezeichnet wurde.

1831 nahm er am Polnischen Krieg teil, wo er die Truppe von General Kolyschka besiegte und die Gefangenen befreite. Dafür erhielt er den Orden des Heiligen Wladimir 2. Klasse. 1835 trat er in den Ruhestand und wurde 1837 zum Vorsteher des Adels der Provinz Nischni Nowgorod ernannt. Er lebte in der Provinz Nischni Nowgorod, wo er umfangreiche Besitztümer hatte, einschließlich des Dorfes Bogorodskoye, das für seine Verschönerung bekannt war.

Scheremetew führte eine strenge Verwaltung der Bauern, was Unmut hervorrief. Er bot den Bauern an, sich freizukaufen, aber nach deren Ablehnung verschärfte er die Bedingungen. 1859 wurde auf Befehl eine Überprüfung seiner Handlungen durchgeführt. Infolgedessen milderte Scheremetew die Bedingungen für die Bauern, aber der Konflikt mit der lokalen Verwaltung dauerte an. Letztendlich verließ er Russland und ließ sich in Genf nieder, wo er am 6. Januar 1866 starb. Er wurde in der Sergiew-Pustyn nahe Petersburg beigesetzt.