Сергей Николаевич Третьяков родился 26 августа 1882 года.
Происходил из богатой и именитой московской семьи. Его дед одно время был московским головой и создал знаменитую Третьяковскую галерею.
В 1901-1905 годах учился на физико-математическом факультете Московского университета. После окончания учебы женился на Наталье Мамонтовой, представительнице богатейшего московского рода, и занялся бизнесом. Очень скоро стал одним из наиболее влиятельных предпринимателей льняной отрасли, владельцем крупных текстильных предприятий.
С февраля 1917 года — заместитель председателя Всероссийского союза торговли и промышленности. В июне того же года по списку кадетской партии был избран гласным Московской городской думы. А 25 сентября вошел в состав третьего коалиционного правительства Керенского в качестве председателя Высшего экономического совета.
В феврале 1918 года эмигрировал во Францию. В ноябре 1918 года вошел в состав Временного сибирского правительства в Омске в качестве министра торговли и промышленности. После поражения Колчака вернулся в Париж, где стал председателем Русской торговой палаты и заместителем председателя Российского торгово-промышленного и финансового союза.
С 1929 года начал активно сотрудничать с советской внешней разведкой. Одним из направлений его разведывательной деятельности была работа по Русскому общевоинскому союзу. На протяжении длительного времени являлся основным участником оперативного мероприятия "Информация наших дней" — прослушивание помещений штаб-квартиры РОВС. Передаваемые им в Центр материалы представляли большой оперативный интерес.
В июне 1942 года Третьяков был арестован гестапо, обвинен в связи с советской разведкой и отправлен в Германию. 16 июня 1944 года расстрелян в концлагере в Ораниенбурге, под Берлином.