По смерти отца занял смоленский престол. В 1368 году участвовал в первом походе Ольгерда на Москву, во время так называемой Литовщины. Когда Ольгерд вынужден был вернуться на западные границы своего княжества, чтобы отразить нападение тевтонцев, московские войска предприняли ответный поход в смоленские земли. В 1370 году смоленские войска приняли участие по втором походе Ольгерда на Москву, после чего Святослав получил угрожающее послание от константинопольского патриарха. В 1372 г. в рамках мирного договора между Москвой и Литвой был подписан также мир Москвы со Смоленском. В 1375 году смоленские войска участвовали в походе Дмитрия Ивановича Московского на Тверь (одновременно Ольгерд совершил набег на смоленские земли), в 1380 году во главе с племянником Святослава, Иваном Васильевичем Вяземским участвовали в Куликовской битве.
В 1386 году смоленские войска осадили контролируемый Литвой Мстиславль, но вскоре подошли польско-литовские войска Ягайло Ольгердовича и нанесли смолянам поражение (Битва на реке Вехре), Святослав погиб, его старший сын Глеб попал в плен, и смоленский престол занял его второй сын Юрий, женатый на дочери Олега Ивановича Рязанского и Евпраксии Ольгердовны.