Сергей Зернов родился 20 октября 1958 года. В 1983 году окончил Театральное училище им. Б. В. Щукина по специальности: актёр драматического театра и кино. В 1991 году — курсы продюсеров при общественной организации «Американо-советская киноинициатива» (АСК). С 1985 года по 1994 год снимался в нескольких отечественных фильмах.
В 1991 году стал независимым продюсером. В это же время директор кино-видео-объединения ПКФ «Царица». В 1992 году организовал киностудию «Фрист». С 1996 по 2000 год был генеральным директором киностудии «ФАФ Интертеймент». В 2000 году занял должность заместителя руководителя — начальника отдела экспертиз и поддержки производства национальных фильмов Департамента государственной поддержки кинематографии Министерства культуры Российской Федерации.
В 2003 году был назначен директором ФРУП ТПО «Центральная студия научно-популярных фильмов „Центрнаучфильм“». С 15 апреля 2004 года — генеральный директор Киностудии «Центр национального фильма» (ОАО «ЦНФ»). 22 июля 2008 года назначен на должность директора Департамента кинематографии Министерства культуры Российской Федерации.