Священномученик Сергий родился в Подольском районе Московской губернии в семье священника Василия Орлова.
После получения образования в возрасте 25 лет Сергей Васильевич женился на дочери настоятеля храма села Рубцово Истринского района Московской области Елизавете Боголюбской. В семье родилось шесть детей: Гавриил (1914), Александр (1916), Надежда (1921), близнецы Валентина и Николай (1922) и Татьяна (ок. 1930).
После смерти тестя, отца Гавриила Боголюбского в 1913 г. Сергей Васильевич был рукоположен во священника и назначен на его место. Жил он со своей семьей на втором этаже двухэтажного дома. Рядом с домом был фруктовый сад, в котором была пасека. К священнику постоянно обращались за медом, фруктами, лекарствами и другой помощью. Жители села вспоминали, что пастырь никогда никому не отказывал, безгранично любил людей, а люди любили его.
В 1932 г. отца Сергия вызвали в ОГПУ и обязали быть агентом: следить за указанными лицами и регулярно сообщать об этом. Пастырь категорически отказался, несмотря на угрозы. Через некоторое время священник был арестован и вернулся домой через девять месяцев, опухший от голода и холода.
В скором времени святого снова вызвали в ОГПУ и опять предложили быть осведомителем. Отец Сергий как и прежде ответил категорическим отказом. Чтобы сломить волю священника, его семью выгнали из дома. Пастырю с супругой и детьми пришлось жить в сторожке при храме. По причине постоянных угроз от властей отец Сергий был вынужден покинуть село. Местом его служения стали храмы в селе Лычево, а затем в селе Раевское Калужской области.
В 1937 году священник был арестован, а семью снова выгнали из дома. Двум старшим сыновьям Гавриилу и Александру было приказано опубликовать в газете статью об отказе от отца, иначе не принимали учиться и не принимали на работу.
Через месяц после ареста матушке Елизавете передали сообщение от одного из сокамерников отца Сергия. Тот говорил: «Отец Сергий очень плох, его бьют, он не может ходить, он мочится кровью, кисти рук раздроблены, кружку с водой не может держать».
9 декабря 1937 г. священномученик Сергий был приговорен к высшей мере наказания. 21 декабря святой был расстрелян. Спустя пять лет, в 1942 г., умерла от инсульта и его супруга.