理研究所工作。2000年获得全博士学位。2003年当选为俄罗斯科学院通讯院士，2016年当选为院士。2001年至2012年担任俄罗斯科学院应用物理研究所副所长，兼任非线性光学部门主任。2015年开始担任所长。2017年9月26日，谢尔盖耶夫在俄罗斯科学院院长选举第二轮投票中以压倒性优势胜出。9月28日，普京总统签署命令，批准他出任俄罗斯科学院院长，任期五年。2019年11月入选中国科学院外籍院士。
学术研究.谢尔盖耶夫主要研究激光物理学、飞秒光学、非线性波理论、等离子体物