Сергей Золотарёв родился в Харькове (Украина). В 1996 году окончил Харьковскую балетную школу (класс Г. Серебряковой). Выпускник Киевского государственного хореографического училища (класс Владимира Денисенко, 1999). В 2013 году окончил Харьковский национальный педагогический университет им. Г.С. Сковороды и получил квалификацию педагога хореографии.
Работал в Донецком национальном академическом театре оперы и балета им. А.Б. Соловьяненко (ныне Донбасс Опера, 1999–2001).
В 2001–2011 годах — ведущий солист труппы Moscow City Ballet (Театр классического балета Виктора Смирнова-Голованова). В 2011–2012 годах работал в Московском академическом детском музыкальном театре им. Н.И. Сац. В 2012–2014 годах — солист труппы Русского национального балетного театра в Москве.
География гастрольной деятельности включает такие страны, как США, Великобритания, Китай, Австралия, Бразилия, Япония, Южная Корея, Тайвань, Оман, Норвегия, Люксембург, Бельгия, Германия, Швеция, Дания, Польша, Литва, Латвия, Эстония, Италия, Испания. В составе балетной труппы Приморской сцены принимал участие в гастролях в Харбине (Китай), Сеуле (Южная Корея), а также выступал в Мариинском театре в Санкт-Петербурге.
С 2014 года — солист балетной труппы Приморского театра оперы и балета. С 2016 года работает в балетной труппе Приморской сцены Мариинского театра.
С июля 2020 года — педагог-репетитор балетной труппы Приморской сцены Мариинского театра.
Репертуар на Приморской сцене Мариинского театра:
«Дон Кихот» (Лоренцо, Гамаш) — хореография Александра Горского по мотивам спектакля Мариуса Петипа;
«Спящая красавица» (Фея Карабос, Кот в сапогах, Каталабют, Галифрон) — хореография Мариуса Петипа в редакции Константина Сергеева, Эльдара Алиева;
«Лебединое озеро» (испанский танец, венгерский танец, вальс, мазурка) — хореография Мариуса Петипа и Льва Иванова в редакции Константина Сергеева;
«Щелкунчик» (Дроссельмейер, четвёрка мужчин в вальсе цветов) — хореография Эльдара Алиева;
«Жизель» (Ганс, Вильфрид) — хореография Жана Коралли, Жюля Перро, Мариуса Петипа;
«Корсар» (Сеид-паша, танец Форбан соло, четвёрка корсаров) — хореография Эльдара Алиева (с использованием фрагментов хореографии Мариуса Петипа);
«Конёк-Горбунок» (Царь);
«Жар-птица» (влюблённые юноши, кащеево царство) — хореография Эльдара Алиева;
«Кармен-сюита» (мужчины) — хореография Альберто Алонсо;
«Бемби» (Лис, шестёрка мужчин) — хореография Антона Пимонова.
Балеты Джорджа Баланчина: «Шотландская симфония», «Блудный сын» (друзья Блудного сына).
Номера концертной программы:
Grand pas из балета «Раймонда» (двойка солистов) — хореография Мариуса Петипа, Константина Сергеева, в редакции Эльдара Алиева;
«Вдохновение» (двойка солистов) — хореография Эльдара Алиева.
Также в репертуаре:
«Спящая красавица» (Принц Дезире, Pas de deux, Голубая птица) — хореография Мариуса Петипа в редакции Виктора Смирнова-Голованова;
«Лебединое озеро» (Принц Зигфрид, Бенно, Ротбарт) — хореография Натальи Рыженко, Виктора Смирнова-Голованова;
«Щелкунчик» (Щелкунчик-принц, Щелкунчик-кукла, Дроссельмейер, испанский танец) — хореография Виктора Смирнова-Голованова (с использованием фрагментов хореографии Мариуса Петипа);
«Ромео и Джульетта» (Ромео, Меркуцио) — хореография Виктора Смирнова-Голованова;
«Золушка» (Принц, Король, Учитель танцев) — хореография Виктора Смирнова-Голованова;
«Доктор Айболит» (Тяни-Толкай) — хореография Юрия Выскубенко;
«Четырнадцатая» (Солдат) — хореография Айдара Ахметова;
«Призрачный бал» — хореография Дмитрия Брянцева.
