Родился в дер. Пчеловод Кукморского района ТАССР. Окончил Казанскую государственную академию ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана по специальности «зоотехния» (2005 г.).

В 2006 г. — главный зоотехник Головное племенное предприятие «Элита».
С 2007 по 2011 гг. — исполнительный директор ООО «Восток» Кукморского района.
В 2014 г. — директор ООО «Восток» Кукморского района; первый заместитель руководителя исполнительного комитета Кукморского муниципального района РТ; исполняющий обязанности руководителя исполнительного комитета Кукморского муниципального района РТ.
С 2014 по 2015 гг. — руководитель исполнительного комитета Кукморского муниципального района РТ.
С сентября 2015 г. — глава Кукморского муниципального района РТ.

Награжден медалью «За заслуги перед Кукморским муниципальным районом» (2017 г.), медалью Республики Татарстан «За доблестный труд» (2020 г.).

Сергей Димитриев в Instagram