Hasta que tuvo la edad suficiente para empezar las clases, Sergio pasaba todo su tiempo con su hermano menor Pablo, a quien estaba muy unido, y a su hermana María en Livadia, en la residencia de la familia en Crimea, en Tsárskoye Seló y en el Palacio de Invierno en San Petersburgo.
En el momento en que Sergio nació, su madre ya tenía una salud muy débil.
Aunque no era una madre cariñosa, los tres pequeños, María, Sergio y Pablo, estaban muy unidos a ella.
Sergio era un niño tímido, estudioso e introvertido, y bajo la influencia de su madre, se hizo muy religioso.
Dominaba varios idiomas y aprendió italiano para leer las obras originales de Dante Alighieri.
Desde 1882, por su carrera en el ejército ocupó una cantidad cada vez mayor de su tiempo en San Petersburgo y por sus maniobras en Krásnoe Seló avanzó aún más.
Sergio mandó este regimiento hasta 1891, cuando su hermano, el emperador lo nombró Gobernador General de Moscú.
A los veintiséis, el rubio gran duque era reservado, inteligente, instruido y refinado.
Con el pelo recortado y la barba muy bien cuidada, Sergio Aleksándrovich tenía una figura impresionante.
La pareja no tuvo hijos, aunque en 1902 le fue otorgada la custodia de los Grandes Duques María Pávlovna y Dmitri Románov, hijos del Gran Duque Pablo Aleksándrovich de Rusia, quien había casado en segundas nupcias en forma morganática y sin permiso del zar Nicolás II y por ello había sido desterrado de Rusia.
La mansión Belozerzky, que fue comprada por Sergio para vivir con su esposa, pasó a llamarse Palacio Serguéievski.
El gran duque y su esposa representaron a Rusia en 1887 durante la celebración del Jubileo de la reina Victoria.
Los primeros en salir fueron los solteros, los niños y los que no habían vivido en la ciudad más de tres años.
Durante la expulsión, los hogares fueron rodeados por los cosacos en medio de la noche mientras la policía saqueaba todas las casas.
Esto hizo que Sergio Aleksándrovich fuese muy impopular en Moscú entre los intelectuales, aunque los más conservadores se mostraron complacidas.
Prestaba mucha atención al detalle, y realizaba personalmente las cuestiones que podrían haber sido fácilmente relegadas a sus subordinados.
A veces, salía por la ciudad de incógnito para ver, por sí mismo, las condiciones en las que vivían sus habitantes.
Alejandro III murió en noviembre de 1894 y su hijo Nicolás II ascendió al trono ruso.
La elección es cuestionable, ya que era un terreno utilizado para el entrenamiento militar y fue atravesado con zanjas.
La policía, muy poca en número, fue incapaz de hacer mucho, e incluso los cosacos cuando llegaron no pudieron detener la catástrofe.
Por otra parte, Sergio Aleksándrovich y sus hermanos pensaban que un acontecimiento histórico, como era la coronación, no debía ser interrumpida o afectada por un notable período de luto.
En 1896, fue ascendido a Teniente General y nombrado Comandante del distrito militar de Moscú.
Cuando en 1896 los disturbios estallaron en las universidades, Nicolás II le agradeció su rápida acción y la de las autoridades que restablecieron el orden rápidamente.
Cuando la cortesía exigía un apretón de manos, solucionaba el problema usando guantes blancos.
Se convirtió en un foco de graves opositores al régimen, así como para el chismorreo malintencionado.
Su primo, el gran duque Alejandro Mijáilovich, dejó una dura descripción sobre él: «No puedo encontrar una única característica redentora en su carácter [...] obstinado, arrogante, desagradable, que alardea de sus múltiples particularidades en la faz de toda la nación [...]».
Eran escasas las parejas reales que durmieron en la misma cama durante toda su vida matrimonial.
Sin embargo, María y Dmitri siempre sintieron resentimiento hacia sus tíos por haberlos separado de su verdadero padre.
Era un hombre muy religioso, aunque se lo acusaba de tener un carácter duro y frío.
Su asesino, Ivan Kalyayev, sobrevivió inesperadamente a la fuerza de la explosión pero quedó tendido herido en la calle para después ser apresado por la policía imperial rusa y ejecutado por fusilamiento.