Сергей Васильев родился 22 июня 1960 года в городе Миасс Челябинской области.
В 1981 году окончил Свердловский юридический институт, став дипломированным юристом.
C 1982 года по 2001 год занимал разные прокурорско-следственные должности: работал в прокуратуре Ленинского района города Златоуста Челябинской области, был прокурором Нового Уренгоя Ямало-Ненецкого автономного округа, заместителем прокурора Юго-Восточного административного округа Москвы, Люблинским межрайонным прокурором Москвы.
С июля 2001 по июль 2005 года являлся заместителем начальника управления кадров Генеральной прокуратуры Российской Федерации.
С 25 августа 2005 года по 29 августа 2006 года Сергей Васильев занимал должность прокурора Московской области.
30 августа 2006 года назначен на должность заместителя Министра юстиции Российской Федерации.
10 апреля 2007 года назначен на должность директора Федеральной регистрационной службы.
С 11 февраля 2009 года — руководитель Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии — главный государственный регистратор Российской Федерации.
9 октября 2012 года освобождён от должности руководителя Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии.
В ноябре 2012 года назначен директором Департамента контроля и проверки выполнения решений Правительства РФ. В январе 2020 года был освобожден от должности в связи с кадровыми перестановками в Правительстве.
Заслуженный юрист Российской Федерации
Почётный работник прокуратуры Российской Федерации
Наградное именное оружие