Родился 27 апреля 1980 года в городе Брянск в рабочей семье. Русский. Вырос в Брянске, окончил гимназию № 7. В мае 1999 года был призван в Российскую Армию Советским райвоенкоматом города Брянска. Службу проходил в 76-й гвардейской воздушно-десантной дивизии, расквартированной в городе Пскове. Стал командиром боевой машины, накануне командировки получил звание младший сержант. С начала 2000 года принимал участие в боевых действиях в Чеченской республике в должности командира отделения. 29 февраля 2000 года гвардии младший сержант Василев в составе 6-й роты занимал оборону на высоте 776.0 (Шатойский район). Позиции десантников были атакованы превосходящими силами боевиков. В ходе боя С.В. Василев проявил мужество и героизм. Был тяжело ранен, но продолжал вести прицельный огонь по боевикам. Погиб утром 1 марта при отражении очередной атаки. Указом Президента Российской Федерации № 484 от 12 марта 2000 года за мужество и отвагу, проявленные при ликвидации незаконных вооруженных формирований в Северо-Кавказском регионе, гвардии младшему сержанту Василеву Сергею Владимировичу посмертно присвоено звание Героя Российской Федерации. Похоронен в городе Брянск на Аллее Славы. В честь Сергея Василева назвали одну из брянских улиц - бывший переулок Совхозный. В школе, где он учился, установили бюст. Проводится баскетбольный турнир его имени.
Подвиг десантников 6-й роты Псковской воздушно-десантной дивизии в Аргунском ущелье особой строкой вписан в историю. Указом Президента России № 484 от 12 марта 2000 года за мужество и отвагу, проявленные при ликвидации незаконных вооруженных формирований в Северо-Кавказском регионе, 22 псковским десантникам присвоено звание Героя Российской Федерации, в том числе 21 посмертно: гвардии подполковник Евтюхин Марк Николаевич, гвардии майор Молодов Сергей Георгиевич, гвардии майор Доставалов Александр Васильевич, гвардии капитан Соколов Роман Владимирович, гвардии капитан Романов Виктор Викторович, гвардии старший лейтенант Воробьёв Алексей Владимирович, гвардии старший лейтенант Шерстянников Андрей Николаевич, гвардии старший лейтенант Панов Андрей Александрович, гвардии старший лейтенант Петров Дмитрий Владимирович, гвардии старший лейтенант Колгатин Александр Михайлович, гвардии лейтенант Ермаков Олег Викторович, гвардии лейтенант Рязанцев Александр Николаевич, гвардии лейтенант Кожемякин Дмитрий Сергеевич, гвардии старший сержант контрактной службы Медведев Сергей Юрьевич, гвардии сержант контрактной службы Комягин Александр Валерьевич, гвардии сержант контрактной службы Григорьев Дмитрий Викторович, гвардии младший сержант Василев Сергей Владимирович, гвардии младший сержант Духин Владислав Анатольевич, гвардии ефрейтор контрактной службы Лебедев Александр Владиславович, гвардии ефрейтор Гердт Александр Александрович, гвардии рядовой Рассказа Алексей Васильевич, из оставшихся в живых гвардии старший сержант Супонинский Александр Анатольевич. Имена всех погибших десантников увековечены на мемориале воинам-десантникам 6-й роты в городе Пскове.