В Миколаєві проходив строкову військову службу в аеромобільній бригаді, а після того залишився в Миколаєві для продовження служби за контрактом. У чині сержанта був заступником командира 3-го взводу аеромобільної роти. Армійський позивний Сергія — «Чорний».

        На початку березня 2014 року Сергій у складі свого підрозділу (разом із побратимами Володимиром Лайдьоновим («Єнот») та Олександром Черніковим («Байкал»)), висунулися на кордон із Кримом. Там десантники контролювали нашвидкуруч організовані блокпости біля села Чонгар Генічеського району Херсонської області.

         Перший бій Сергія Златьєва відбувся 3 липня, коли разом з іншими підрозділами української армії десантники 79-ї бригади взяли участь у визволенні міста Красний Лиман Донецької області. 10 червня Олександр Черніков і Златьєв під час рейду потрапили в аварію та отримали травми. Десантників евакуювали їх шпиталю в Дніпропетровськ, поставили діагнози: Олександру — травму, перелом хребта та перелом передпліччя, Сергію — струс мозку і пошкодження стегна.

      28 вересня 2014 року, під час виїзду на бойові позиції оборони аеропорту «Донецьк», бронетранспортер десантників потрапив під обстріл зі сторони вулиці Путилівська Роща.   По смерті залишилися дружина та двоє дітей, молодшій — донечці — всього 2 місяці.

           Упізнання тіла проводилося за кількома експертизами. 25 лютого 2016 року з воїном попрощались на території військової частини у Миколаєві.