Сергей Харлампиевич Харламов родился в Москве 19 июля 1921 года. 

В 1937 году после окончания седьмого класса 125 школы поступил в Московский Энергетический Техникум, с третьего курса которого в 1940 году был призван на службу в РККА. 

Службу в Красной Армии проходил в городе Ленинграде в 70 стрелковой дивизии, первоначально в полковой школе 69 стрелкового полка. Позднее с ноября 1940 года школе младших командиров при 11 О. Б. С. той же дивизии. 

22 июня 1941 года окончил указанную школу и был отправлен для прохождения службы в 11.О.Б.С., с которого отбыл на фронт Великой Отечественной войны. 

22 декабря 1941 года при обороне подступов к городу Ленинграду был ранен, а 4 февраля 1942 года, как тяжелораненный, был эвакуирован из города Ленинграда на Урал в город Ирбит. 

В мае 1942 года после окончания лечения направлен для дальнейшего прохождения службы РККА в 43 запасную стрелковую бригаду, расквартированную в Свердловской области. В 45 стрелковом полку в третьем батальоне указанной бригады служил командиром отделения, позднее заместителем политрука роты. В ноябре 1942 года переведен в 62 отдельную запасную роту помощником заместителя командира роты по политической части. В августе 1943 года по специальному отбору был переведен из указанной части командиром подрывной группы в партизанскую часть Северо-Западного фронта. 

В декабре 1943 года заброшен в немецкий тыл в 13 партизанскую бригаду Ленинградского фронта, назначен политруком второй роты 35 отряда. 

После освобождения Ленинградской области от немецких оккупантов вновь находился в рядах РККА. 

На Ленинградском фронте служил помощником командира взвода в 708 стрелковом полку 43 стрелковой дивизии первого батальона. 

В 1944 году 22 сентября в боях за освобождение Советской Эстонии был тяжело ранен, эвакуирован для лечения в Пензенскую область. 

В марте 1945 года признан медкомиссией Инвалидом Великой Отечественной войны II группы. 

В мирной жизни окончил Московский энергетический институт и с 1947 года работал во ВНИИЭ по 1991 год в должности начальника лаборатории. 

Ушел из жизни в 1991 году.