1935年生，毕业于莫斯科动力学院。

1958年至1968年在莫斯科火箭试验设计局工作。

1969年至1991年在莫斯科电力机械科学生产联合公司供职，同时在莫斯科巴乌曼高等技术学校任教。

1991年移居美国罗得岛，在布朗大学教授冷战相关课程。谢尔盖和妻子瓦莲京娜在1999年7月加入美国国籍。他生前接受采访时说，1971年逝世的父亲赫鲁晓夫应该会支持自己的这一决定。

2020年6月18日，谢尔盖·赫鲁晓夫在美国罗得岛州家中因枪伤死亡，享年84岁。

美联社2020年6月24日援引罗得岛州验尸官消息报道，谢尔盖2020年6月18日死于头部枪伤。

罗得岛警方2020年6月18日清晨接到谢尔盖妻子报警电话，前往他们位于当地克兰斯顿家中。警察抵达现场时谢尔盖已死。当地警官托德·帕特拉诺24日说，没有迹象显示“外界不当行为”导致谢尔盖死亡。警方已经结案，没有对任何人提起刑事诉讼。