Народився Сергій Олегович у місті Щастя Луганської області 23 листопада 1950 року. Першу, вищу, освіту C. О. Дмитров отримав у Донецькому Політехнічному інституті, здобувши диплом гірничого інженера та 2 роки пропрацювавши за спеціальністю. В 1974 був призваний до лав Радянської армії, де С. О. Дмитров пройшов довгий шлях, від лейтенанта до полковника та очолював інформаційно-аналітичне управління Державного комітету кордону України. В 1981 році С. О. Дмитров поступив до Військової академії, здобувши другу вищу освіту та отримавши науковий ступінь Кандидат військових наук. Вже після армії, з 2000 року, С. О. Дмитров працював у Національному інституті стратегічних досліджень при Раді Національ­ної Безпеки і Оборони України. Захистивши дисертаційне дослідження з питань математичного моделювання, С. О. Дмитров отримав вчену ступінь доктора технічних наук. Але на цьому він навіть не думав ­зупинятися. У 2001 році С. О. Дмитров розпочав роботу у банківській системі України, та фактично оволодів новою професією. Працюючи у комерційних банках, він не втрачав нагоди самовдосконалення. С. О. Дмитров пройшов стажування у Мадриді, Амстердамі­ та Відні. Він пройшов навчальний курс Світового банку та МВФ за темою: «боротьба з фінансовою злочинністю, корупцією та відмиванням грошей», а у Вірменії в місті Єреван — навчальний курс «Організація роботи банків з протидії легалізації (відмиванню) грошей, здобутих злочинним шляхом», що було проведено спільно Національним банком Вірменії та Федеральною резервною системою США.

С. О. Дмитров пройшов шлях від начальника управління контролю за ефективністю фінансового моніторингу Департаменту з питань запобігання використання банківської системи для відмивання кримінальних доходів та фінансування тероризму України до директора департаменту фінансового моніторингу Національного банку України. С. О. Дмитров являється одним із засновників системи ­фінансового моніторингу в Україні. На сьогодні С. О. Дмитров є професором кафедри банківської справи Національного Банку України, вченим зі світовим ім’ям, автором більш ніж півсотні наукових робіт, багатьох підручників з питань фінансового моніторингу та цілого­ ряду монографій, пов’язаних з проблемами банківської безпеки, протидії легалізації доходів, отриманих злочинним шляхом, та ін. Сфера його наукових інтересів багатобічна. Але одними із своїх головних здобутків О. С. Дмитров насамперед вважає свою сім’ю: дружину, дітей та двох чарівних онучок, які вбачають у ньому мудрого та лагідного дідуся.