Родился 12 июня 1959г. в поселке Топчиха Алтайского края. После окончания средней школы поступил в Тюменское высшее военно-инженерное командное училище.
Офицерская служба началась в 1980г. в Уральском военном округе.
В Республику Афганистан прибыл 16 августа 1983г. в 19 отдельный инженерно-саперный батальон (в/ч пп 50756) 45 инженерно-саперного полка (в/ч пп 88870) командиром 2 роты в район н.п.Чарикар провинции Парван. За время службы в Афганистане подразделение неоднократно принимало участие в боевых операциях, засадных действиях, минировании караванных путей. В ходе 7 Панджшерской операции в апреле 1984г. было снято и уничтожено несколько десятков мин и фугасов.
За мужество, проявленное при выполнении боевых задач, старший лейтенант Сергей Дмитриев награжден орденами Красной Звезды, «За службу Родине в Вооруженных Силах» III степени.
Заменился из южной страны 15 июля 1985г. В 1986г. новое испытание — ликвидация последствий аварии на Чернобыльской атомной станции. Ратный труд ликвидатора отмечен медалью «За отличие в воинской службе» I степени. Уволился в запас из Вооружённых Сил в 1994г. в звании подполковник. Живет и трудится в Тюмени.