Сын служащего.
Был убежден, что всякое сотрудничество с казачеством и привлечение его на сторону революционной власти будет «сговором с контрреволюцией», «аграрная революция на Дону должна состоять в полном разрушении экономического базиса казачества», «стирании всякой экономической грани между крестьянами и казаками» и «общие условия заставляют нас, идя навстречу крестьянам, за исключением самых верхушек, сделать их своей опорой в деле ликвидации казачества», что следует из его донесений и докладов в ЦК.
С мая 1929 года — председатель СНК РСФСР. В 20-е годы Сырцов активно боролся как против троцкистско-зиновьевской оппозиции, так и против «правого уклона», но с 1929 г. начинает открыто критиковать Сталина. В 1929 г. на заседании СНК РСФСР он подверг критике практику осуществления и темпы индустриализации, а в 1930 году поставил вопрос о перемещении Сталина с поста генсека. Сырцов называл Сталина тупоголовым человеком, который ведёт страну к гибели
В апреле 1930 года стал во главе так называемого «право-левацкого блока».
Сырцов создал координационный центр (И. С. Нусинов, В. А. Каврайский, А. И. Гальперин, А. Л. Курс), который блокировался с группой члена ЦК партии В. В. Ломинадзе, в руководящее ядро которой входили Л. А. Шацкин и В. Д. Резник. Они хотели поставить вопрос о смещении Сталина на ближайшем пленуме, но один из руководителей группы Ломинадзе выдал их планы Сталину. Поэтому 3 ноября 1930 Сырцов был снят с должности за «фракционную деятельность» и одновременно выведен из состава Политбюро и ЦК ВКП(б)и направлен на партийную работу на Урал.
1 декабря 1930 г. появилось совместное постановление ЦК и ЦКК «О фракционной работе Сырцова, Ломинадзе и др.». Сырцов и Ломинадзе были исключены из ЦК, а Шацкин из ЦКК.
Находился на хозяйственной работе. С 1931 заместитель председателя правления акционерного общества «Эксполес», управляющий трестом. В 1935—1937 директор завода в г. Электросталь. В 1937 году арестован. Военной коллегией Верховного Суда СССР приговорён к расстрелу и расстрелян 10 сентября.
Посмертно реабилитирован военной коллегией Верховного суда СССР 27 декабря 1957 года.
Посмертно восстановлен в рядах КПСС Комитетом партийного контроля при ЦК КПСС 29 июля 1959 года.