Сергей Ермолаев родился в Кандалакше, расположенной в Мурманской области. В 2002 году он завершил обучение в Петрозаводском музыкальном училище имени К. Э. Раутио, где изучал вокал под руководством заслуженного работника культуры Республики Карелия И. Ф. Сало. В 2008 году Ермолаев окончил Петрозаводскую государственную консерваторию имени А. К. Глазунова, получив образование по вокалу у заслуженного артиста Республики Карелия А. П. Преснякова. С 2000 по 2009 год Сергей был солистом Музыкального театра Республики Карелия. С 2009 года он продолжает свою карьеру в Санкт-Петербургском государственном детском музыкальном театре «Зазеркалье», где также исполняет сольные партии.