Родился в Москве 17 сентября 1892 года в семье известного священника праведного Алексия Мечёва, настоятеля храма святителя Николая в Кленниках на Маросейке. Батюшка отец Алексий очень любил своего сына Серёжу и желал иметь его своим преемником, но он не хотел оказывать на него давление и поэтому дал возможность сыну получить светское образование. В 1910 году Сергей окончил гимназию с серебряной медалью и поступил на медицинский факультет Московского университета. Вскоре он перешёл учиться на словесное отделение историко-филологического факультета, которое окончил в 1917 году.
Во время войны в 1914 году Сергей Алексеевич работал на Западном фронте братом милосердия в одном из санитарных поездов. Там же он познакомился со своей будущей супругой, которая также трудилась сестрой милосердия.
В 1917 году была создана комиссия по сношению с гражданской властью Русской Православной Церкви. В число членов Комиссии вошёл и Сергей Алексеевич. В этот период ему пришлось часто бывать у патриарха Тихона, который очень его полюбил.
Решение принять священство было связано у Сергея Алексеевича с поездкой в 1918 году в Оптину пустынь, где он получил на это благословение старцев отца Анатолия и отца Нектария.
В 1919 году, по окончании историко-филологического отделения Московского университета, он был рукоположен во диакона, а затем во иерея. Рукополагал его в апреле 1919 года в Даниловском монастыре архиепископ Феодор (Поздеевский).
Сын служил рядом с отцом в храме на Маросейке.
После кончины своего отца батюшки Алексия 27 мая 1923 года, отец Сергий принял на своё пастырское попечение «покаянно-богослужебную семью», как он называл свой приход, и окормлял его до самой своей мученической кончины. «Вы мой путь ко Христу, как же пойду без вас», – писал он в 1930 году своим духовным чадам. Богослужение отца Сергия отличалось от богослужений батюшки Алексия: в нём не было той растворённости в любви, того покаянного плача, но всё же оно было прекрасно: в нём была строгость, стройность, сосредоточенность.
Предвидя мученический подвиг отца Сергия, старец Нектарий Оптинский как-то так сказал своей духовной дочери о нём: «Ты знала отца Алексея? Его знала вся Москва, а отца Сергия пока знает только пол-Москвы. Но он будет больше отца».
После захвата обновленцами храмов, лишь единичные приходы в Москве сохранили верность патриарху Тихону, в числе их были Даниловский монастырь и «Маросейка».
Отец Сергий был безкомпромиссный борец за чистоту Православия.
После появления «Декларации» 1927 года, он не поминал митрополита Сергия (Страгородского), не принимал он и церковной молитвы за безбожников и богоборцев. В 1929 году батюшку арестовали и сослали на Север, а в 1932 году закрыли храм на Маросейке.
Батюшка был сослан на Север, в маленький городок Вологодской области Кадников. Там в 1933 году последовал повторный арест и осуждение на 5 лет лагерей: сначала на Кубенском озере на лесопилке, затем на реке Шелекса, затем в Усть-Пинеге. В 1935 году его переводят в Свирские лагеря, на Лодейное Поле, после этого – перевод под Рыбинск (станция Переборы), на строительство плотины.
В 1937 году батюшка освободился из лагеря. Он поселился в окрестностях города Калинин и работал в одной из поликлиник. Дома тайно совершал Литургию. К нему постоянно приезжали духовные дети, и он им писал письма: «… Молитесь Господу, просите Его, чтобы снял Он с вас тесноту, замыкание в себе, чтобы получили вы расширенное сердце!» – так он наставлял их.
В это время все единомысленные батюшке архиереи были в лагерях и ссылках. Он же в желании иметь архипастырский покров открыл одному епископу свою церковную позицию и нелегальное положение своей общины. Вскоре этот епископ был арестован: он предал отца Сергия, рассказав на суде то, что было ему открыто на духу как епископу. Отцу Сергию советовали скрыться в Средней Азии, но он отказался оставить своих духовных детей. Около года батюшка скитался без прописки. Летом 1941 года он с некоторыми духовными чадами скрытно проживал в деревне близ Тутаева. Там он каждый день служил Литургию. В связи с всеобщей подозрительностью, возникшей с началом войны, местные жители приняли их за немецких шпионов и выдали НКВД. 7 июля 1941 года батюшку арестовали и поместили в Ярославскую тюрьму. После 4‑х месяцев допросов и пыток, на которых он вёл себя очень мужественно, стремясь, чтобы никто из общины не пострадал, в ночь на 6 января 1942 года батюшка был расстрелян в тюрьме Ярославского НКВД.
Причислен к лику святых новомучеников и исповедников Российских на Юбилейном Архиерейском Соборе Русской Православной Церкви в августе 2000 года для общецерковного почитания.
Тропарь, глас 4
От кóрене прáведнаго прозя́бл еси́, /правослáвия настáвниче и ревни́телю, /пред Бóгом во ýзах и до смéрти предстоя́, /глáсом немóлчным пáству наставля́л еси́, /священномýчениче Сéргие, /моли́ Христá Бóга //спасти́ся душáм нáшим.
Кондак, глас 8
Вели́кою любóвию к тáйне богослужéния прилежáл еси́, /пáству свою́ призывáя послéдовати житию́ святы́х отцéв /и познавáти писáния их свои́ми дея́ньми; /за Христá страдáния во ýзах и смерть прия́л еси́; //тéмже взывáем ти: Рáдуйся, Сéргие священномýчениче.
Величание
Велича́ем тя, /священному́чениче Сéргие, /и чтим честна́я страда́ния твоя́, /я́же за Христа́ /во утвержде́ние на Руси́ Правосла́вия //претерпе́л еси́.
Молитва священномученику Сергию, пресвитеру Московскому
О преслáвный священномỳчениче Сéргие, плáменный молѝтвенниче, стóлпе Правослáвия, пáстырю Богомỳдре и исповéдниче, за Христá страдáния и смерть прия́вый!
Вéруем, яко покровѝтелем нáшим вкỳпе с прáведным стáрцем Алексѝем прѝсно пребывáеши и попечéний о пáстве и ныне не оставляеши. Сегó рáди мóлим тя: прострѝ рỳку пóмощи всем в нéмощи и скóрби сỳщим; научѝ во единодỳшии и любвé пребывáти, и вéчности, в тáйне богослужéния являемей, óбщники ны сотворѝ. Вéру правослáвную исповéдати, глáсу сóвести слéдовати и по Бóзе деяньми жѝти помозѝ; да тобóю укрепляеми, к гóрнему устремѝмся и Цáрствия Небéсного достѝгнем, идéже ты в сóнме новомỳченик и исповéдник Россѝйских непрестáнно слáвиши Всеблагáго во Святéй Трóице Едѝнаго Бóга во вéки. Амѝнь.
В этот день святая Церковь также празднует память:
Предпразднство Рождества Христова. На́вечерие Рождества Христова (Рождественский сочельник). Прпмц. Евгении и с нею мчч. Прота, Иакинфа и Клавдии (ок. 262); Ахаика. Прпп. Витимиона (V); Афродисия (VI); Антиоха (ок. 635); Николая монаха (IX). Святых Евсузия и Агафы. Мученика Ахмеда (1682). Прпмч. Иннокентия (Беды) архим., Воронежского (1928).