Сергей Григорьевич родился в 1896 году в Козлове (Мичуринске) в семье железнодорожника. Его отец работал мастером на паровозоремонтном заводе.

В 1915 году Сергей успешно окончил Козловское коммерческое училище и поступил в Московский коммерческий институт, но уже с первого курса был направлен в Александровское училище. После окончания получил звание прапорщика и начал службу в 64-м запасном полку, который размещался в Козлове. В 1916 году его направляют с маршевой ротой     на Западный фронт в район озера Нарочь в 22-й Нижегородский пехотный полк. В 1918 году вступил в ряды Красной Армии. Служил в 297-м Тамбовском стрелковом полку в должности командира пулемётного взвода, а затем стал командиром стрелковой роты. Служба в стрелковых частях продолжалась до 1935 года.

Николаев участвовал в боях против белоказаков на Дону, в ликвидации «бело-зелёных» банд. 

В 1935 году Николаева был переведён в Орджоникидзенское Краснознамённое пехотное училище преподавателем тактики. Когда началась война, то Сергея Григорьевича назначают руководителем строительства оборонительных сооружений. А с приближением противника к Таганрогу становится начальником штаба Северной группы войск 56-й отдельной армии.

В июне 1942 года Николаев вместе с училищем был направлен под Сталинград. После гибели командира полка назначается на эту должность.

В 1943 году полковник Николаев – командир 81-й гвардейской стрелковой дивизии.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 октября 1943 года за успешное форсирование Днепра, прочное закрепление на западном берегу реки и проявление отваги и геройства гв. полковнику Николаеву присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

  С 1946 года Сергей Григорьевич в отставке. Много лет работал на Мичуринском паровозоремонтном заводе (ныне «Милорем»). Неоднократно избирался депутатом Мичуринского городского Совета депутатов трудящихся. Умер 13 сентября 1970 года.

Завадская О. Днепровский плацдарм // Вечный огонь памяти: очерки о подвигах героев-мичуринцев в Великую Отечественную войну 1941-1945 годов. – Мичуринск, 2020. – С. 37-39.

Николаев Сергей Григорьевич // Великая Отечественная война в воспоминаниях мичуринцев. – Тамбов, 2005. – С. 13.