Родился в Курске в семье рабочего.
Окончил 9 классов общеобразовательной школы в Казацкой слободе.
Занимался в Курском аэроклубе.
В 1939 г. добровольно вступил в ряды Красной Армии и направлен в Качинскую военную авиационную школу, по окончании которой служил на Дальнем Востоке.
С мая 1942 г. участвует в боевых действиях Великой Отечественной войны — заместитель командира эскадрильи истребительного авиационного полка.
К марту 1943 г. совершил 122 боевых вылета, в 65 воздушных боях лично сбил 15 и в группе — 5 самолётов противника.
Погиб в воздушном бою на Калининском фронте. Его самолёт подбили. Место падения самолёта так и не было обнаружено...
1 мая 1943 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР, С.В. Сыромятникову присвоено звание Герой Советского Союза, посмертно.
Награды: орден Ленина, орден Красного Знамени, орден Отечественной войны 1-й степени, орден Красной Звезды, медали.
15 июля 1967 г. Герой Советского Союза гвардии лейтенант Сергей Васильевич Сыромятников навечно зачислен в списки 1-й эскадрильи Н-ского Гвардейского истребительного авиационного полка.
15 сентября 1967 г. имя С.В. Сыромятникова стала носить улица Денисовка в Курске на которой он жил.
6 июля 1986 г. распоряжением Совета Министров РСФСР его имя присвоено Курскому аэроклубу.
В 9-й школе Курска оформлен уголок боевой славы, посвящённый С.В. Сыромятникову.
29 октября 2021 г. в память о С.В. Сыромятникове, на здании бывшей Казацкой школы (ул. Нижняя Казацкая, 164), установлена мемориальная доска.
Ист: Областной краеведческий музей. 1985 г. буклет, изд. "Курская правда"; М. Ю. Быков "Победы сталинских соколов". Издательство "ЯУЗА - ЭКСМО", 2008.