Сергей Легат родился в Москве 15 (27) сентября 1875 года
Образование получил в балетном отделении Петербургского театрального училища, которое окончил в 1894. Педагоги: П. А. Гердт, X.П.Иогансон, Л. И. Иванов.
По окончании училища был принят в кордебалет императорского Мариинского театра, в 1896 был переведён в корифеи, а с 1897 в солисты. Сергей Легат принадлежал к лучшим танцовщикам своего времени.
Среди его партнёрш были прославленные балерины Т. П. Карсавина, М. М. Петипа. В 1902—1903 гг. вместе со своей гражданской женой и постоянной партнёршей по характерным и комедийным номерам М. М. Петипа гастролировал в Вене, Париже, Монте-Карло, Будапеште.
Выступал и как балетмейстер, поставив несколько балетных номеров; в 1903 году или, по другим источникам — в 1905 году, совместно с братом Николаем Легатом поставил балет «Фея кукол» Байера для исполнения выдающимися балеринами театра: М. Ф. Кшесинской (фея кукол), А.Павловой (испанка), В.Трефиловой (японка), А.Вагановой (китаянка), О.Преображенской (кукла Бебе). Роли двух Пьеро исполняли М.Фокин и сам Сергей Легат. Сюжет балета был прост: куклы в маленьком магазинчике игрушек ночью оживали и устраивали празднество во главе с феей кукол. Балет был решен полностью в рамках академического стиля, напрочь отметая все реформаторские балетные течения. Оформил спектакль Леон Бакст.
Помимо сценической деятельности, занимался педагогической: с 1896 г. преподавал в Петербургском театральном училище искусство мимики и поддержки. С 1898 г. был репетитором балетной труппы Мариинского театра.
Так же, как брат Н. Г. Легат, он очень неплохо рисовал, в частности, они совместно создали немало карикатур и шаржей на своих товарищей по балетной труппе. Плодом их рисовального творчества стал совместно изданный альбом «Русский балет в карикатурах» (СПБ, 1903), включающий карикатуры на прославленных деятелей русского балета: Э. Чекетти, А. Я. Ваганову, М. К. Обухова, М. И. Петипа, М. М. Петипа, А. В. Ширяева, Т.Карсавину, М. М. Фокина, М. Ф. Ксешинскую и множество других, а кроме того создали серию автошаржей и на себя.
Жизнь оборвалась трагически. Во время забастовки артистов в 1905 году он был вынужден снять свою подпись под петицией и подписать документ, направленный против его революционно настроенных коллег по балетному цеху, это несогласие с собственной совестью привело к катастрофе — талантливый артист покончил жизнь самоубийством 19 октября (1 ноября) 1905 года: «утром его нашли с перерезанным бритвой горлом» (Тамара Карсавина).
Жена (гражданский брак): балерина М. М. Петипа, дочь прославленного балетмейстера М. И. Петипа и балетной примы М. С. Суровщиковой-Петипа.
По воспоминаниям Ф. В. Лопухова, сравнивавшего деятельность двух братьев, Сергей Легат «уступал Николаю как танцовщик, но значительно превосходил его как артист». Балерина Тамара Карсавина сказала, что Сергей был всеобщим любимцем труппы, с его смертью «каждый ощутил в душе пустоту, словно из нашей жизни ушел солнечный свет».