После окончания школы Сергей отправился учиться в Ленинградское художественное училище, где занимался на протяжении 1923-1925 годов. После этого он дополнительно окончил Техникум сценических искусств.
Впервые в кино Герасимов попал в 1924 году, дебютировав в фильме «Мишки против Юденича». Первые годы актерской деятельности проходили в «ФЭКС» (фабрика эксцентрического актера). Сергей сыграл немало заметных ролей: Чиновник в «Шинели», Медокс в «С.В.Д.», Журналист в «Новом Вавилоне», Председатель сельсовета в «Одна» и другие.
Как педагог Сергей Герасимов отлично проявил себя в актерском мастерской при киностудии «Ленфильм». Дебют режиссера Герасимова состоялся в 1930 году, когда он совместно с Бартеневым поставил картину «Двадцать два несчастья». Затем последовали ленты «Сердце Соломона», «Люблю ли я тебя?». Первый звуковой фильм Герасимова появился на свет в 1936 году — «Семеро смелых». Но наиболее значительной киноработой Герасимова предвоенного периода была картина «Учитель», вышедшая на экраны страны в 1939 году.
В 1941 году Сергей Герасимов снял фильм «Маскарад», сценарий которого основан на одноименном произведении М.Ю. Лермонтова. Также во время войны режиссер успел снять такие картины, как «Непобедимые» и «Большая земля», посвященные борьбе советского народа с неприятелями.
В конце 1950-х годов Сергей Герасимов снял самое свое значительное кинопроизведение — трехсерийный фильм «Тихий Дон» по мотивам романа Шолохова. Следующие гениальные работы режиссера — это киноленты «Журналист» «Любить человека», «У озера», «Красное и черное». Картина «Лев Толстой» стала последней работой Сергея Герасимова.
