Родился в 1921 году в городе Курске. Окончил 7 классов средней школы № 14. Работал на заводе и одновременно учился в областном аэроклубе. Весной 1939 года добровольно вступил в ряды Красной Армии и направлен в Качинскую военную авиационную школу пилотов, которую окончил в марте 1940 года. Служил на Дальнем Востоке.

С 18 мая 1942 года младший лейтенант С. В. Сыромятников в действующей армии. Воевал в составе 429-го ИАП (11 июня 1942 года переименован в 875-й ИАП, 18 марта 1943 года преобразован в 66-й Гвардейский ИАП). Сражался на Юго-Западном, Калининском, Северо-Западном фронтах. Летал на Як-1 и Як-7.

19 марта 1943 года заместитель командира эскадрильи 66-го Гвардейского истребительного авиационного полка (4-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 1-й Гвардейский истребительный авиационный корпус, 6-я Воздушная армия, Северо-Западный фронт) лейтенант С. В. Сыромятников погиб в воздушном бою. Всего совершил 122 боевых вылета, провёл 65 воздушных боёв, в которых сбил лично 14 и в составе группы 4 самолёта противника (в наградном листе говорится о 15 личных и 5 групповых победах). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 мая 1943 года посмертно удостоен звания Героя Советского Союза.

Награждён орденами: Ленина (01.05.1943, посмертно), Красного Знамени (15.08.1942), Отечественной войны 1-й степени (14.03.1943), Красной Звезды (26.12.1942).