Родился в 1971 году в Мстиславле Могилевской области. В 1994-м окончил Гродненский государственный медицинский институт по специальности «Лечебное дело».

В 1995–2003 годах работал врачом-акушером-гинекологом роддома № 2 Минска.

С 2003-го по 2005-й занимал должность заведующего гинекологическим отделением ГКБСМП Минска.

В 2005–2010 годах был заведующим гинекологическим отделением, заместителем главного врача по акушерско-гинекологической помощи 5-й ГКБ Минска.

С 2010-го по 2018-й работал заместителем главного врача по медицинской части Городского клинического родильного дома № 2 Минска.

В 2018–2019 годах — главный врач 1-й ГКБ Минска.

Сергей Васильев женат, у него четверо детей.