Serghei Marghiev tritt seit 2009 in internationalen Wettkämpfen im Hammerwurf an. Damals nahm er an den U18-Weltmeisterschaften im italienischen Brixen teil, bei denen er als 15. seiner Qualifikationsgruppe den Einzug in das Finale verpasste. Ein Jahr darauf trat er in der höheren Altersklasse bei den U20-Weltmeisterschaften im kanadischen Moncton an. Zwar konnte er seine Bestleistung auf 66,56 m steigern, dennoch verpasste er als 14. nach der Qualifikation den Einzug in das Finale. 2011 siegte Marghiev erstmals bei den nationalen Meisterschaften seines Heimatlandes und nahm im Juli an den U20-Europameisterschaften in Tallinn teil, bei denen er mit Bestleistung von 76,60 m die Silbermedaille gewinnen konnte.