Sergej vervulde een aantal hoge functies in het leger voordat hij door tsaar Nicolaas II, zijn neef en schoonbroer, benoemd werd tot gouverneur-generaal van Moskou. In die functie maakte hij zich niet populair bij het volk onder meer vanwege de Chodynkatragedie. Met als gevolg dat hij op 17 februari 1905 door de socialist-revolutionair Ivan Kaljajev in zijn rijtuig werd opgeblazen. Zijn echtgenote Elisabeth, die getuige was geweest, verzamelde zijn lichaamsdelen en begroef hem in een klooster. Een aantal jaren later, in 1918 (een jaar na het aftreden van Nicolaas II), werd ook Elisabeth met enkele andere familieleden vermoord.