Родился в 1979 году в городе Миассе Челябинской области в семье инженеров-оборонщиков. Закончил с отличием Челябинскую государственную медицинскую академию.
В студенчестве в качестве хобби работал на музыкальном радио, вёл новости на ТВ и радио в Челябинске и Екатеринбурге.
В 2005 году начал работать на НТВ в качестве редактора международной информации, затем – корреспондента службы новостей.
В 2012 году запустил еженедельный научно-популярный проект «Чудо техники с Сергеем Малозёмовым», выпустил несколько документальных фильмов из цикла «Научные расследования Сергея Малозёмова». С 2015 года также автор и ведущий научно-кулинарной программы «Еда живая и мертвая».
В разной степени владеет английским, французским, испанским, итальянским и немецким языками. Женат, воспитывает двоих детей.