Ծնվել է Արցախի Հադրութի շրջանի Տումի գյուղում։ 1942-44թթ մասնակցել է Երկրորդ համաշխարհային պատերազմին։ 1950թ. ավարտել է Երևանի պետական համալսարանի բանասիրական ֆակուլտետը, իսկ 1953թ.՝ ասպիրանտուրան՝ պաշտպանելով թեկնածուական ատենախոսություն։ 1953-59թթ եղել է ՀՀ ԳԱ Հ.Աճառյանի անվան լեզվի ինստիտուտի ավագ գիտաշխատող, 1959-92թթ՝ բաժնի վարիչ, 1967-70թթ՝ ՀՀ մանկավարժական գիտությունների գիտահետազոտական ինստիտուտի բաժնի վարիչը։ 1953-58թթ դասավանդել է Լենինականի (այժմ՝ Գյումրիի) Մ.Նալբանդյանի անվան, 1970-71թթ՝ Կիրովականի (այժմ՝ Վանաձորի), 1972-92թթ՝ Երևանի Խ.Աբովյանի անվան հայկական մանկավարժական ինստիտուտներում (1970թ-ից՝ պրոֆեսոր)։ 1992թ-ից եղել է ՀՀ ԳԱԱ Հ.Աճառյանի անվան լեզվի ինստիտուտի խմբի ղեկավար։ Զբաղվել է ժամանակակից գրական հայերենի կառուցվածքի նկարագրության, նրա պատմության ու ավանդման մեթոդիկայի, ինչպես և խոսքի մշակույթի բարձրացման հարցերով: Կատարել է նաև բառարանագրական աշխատանք։ Արժեքավոր ներդրում ունի հատկապես հայերենի խոսքի մասերի գիտական քննության, շարահյուսության առանցքային խնդիրների մշակման, դասագրքերի (ձեռնարկների) պատրաստման բնագավառներում։ Գրել է գիտամեթոդական բնույթի բազմաթիվ հոդվածներ։ Հրատարակվել են նրա «Արդի հայերենի դերանունները» (1956թ.), «Ժամանակակից հայերենի շարահյուսության մի քանի հարցեր» (1962թ.), «Հայերէն լեզուի դասագիրք» (հեղինակից, 1966թ.), «Չթեքվող խոսքի մասերը և նրանց բառական ու քերականական հատկանիշների փոխհարաբերությունը ժամանակակից հայերենում» (1965թ.), «Ժամանակակից հայերենի քերականություն» (1969-75թթ), «Ժամանակակից հայոց լեզու» (հ.2-3, հեղինակակից, 1974-76թթ), «Հայոց լեզու։ Բառ և խոսք» (1978թ.), «Հայոց լեզու» (շարահյուսություն, 1984թ.), «Հայերենի կետադրություն» (2004թ.) գրքերը: 1996թ-ից եղել է ՀՀ ԳԱԱ ակադեմիկոս։ Պարգևատրվել է Հայրենական Մեծ պատերազմի 1-ին աստիճանի շքանշանով և Խաչատուր Աբովյանի անվան մեդալով: Մահացել է Երևանում: 2001թ. Սերգեյ Աբրահամյանի անունով է կոչվել ծննդավայրի միջնակարգ դպրոցը: