Сергей Василев родился 27 апреля 1980 года в городе Брянск. Рос семье рабочего. Окончил гимназию №7. В мае 1999 года, призван в Российскую Армию. Проходил службу в 76-й гвардейской воздушно-десантной дивизии, расквартированной в городе Псков. Служил на должности командира боевой машины. Накануне командировки, Васильеву присвоено воинское звание « Гвардии младший сержант».
С начала 2000 года принимал непосредственное участие в боевых действиях в Чеченской республике в должности командира отделения. В конце февраля 2000 года, гвардии младший сержант Сергей Василев, в составе 6-й роты выполнял поставленную боевую задачу по организации обороны стратегически важной высоты 776.0 в Шатойском районе. Позиции десантников были атакованы многократно превосходящими силами боевиков. В ходе боя Сергей Василев проявил мужество и героизм. Был тяжело ранен, но продолжал вести прицельный огонь по боевикам. Погиб утром 1 марта при отражении очередной атаки.
Указом Президента Российской Федерации от 12 марта 2000 года за мужество и отвагу, проявленные при ликвидации незаконных вооруженных формирований в Северо-Кавказском регионе, гвардии младшему сержанту Василеву Сергею Владимировичу присвоено звание Героя Российской Федерации (посмертно).
Похоронен в городе Брянск на Аллее Славы. В честь Сергея Василева назвали одну из улиц родного города. В школе, где учился Герой, установили бюст. Проводится баскетбольный турнир его имени.