Родился 13 сентября 1961 года в городе Новотроицке, Оренбургская область, в семье известного строителя, Героя социалистического труда Петра Алексеевича Гамова.
Окончил драматическое отделение Свердловского театрального училища в 1982 г., актерский факультет ГИТИСа им. А. В. Луначарского (ныне РАТ) в Москве в 1987 г.
Работал актером в Свердловском-Екатеринбургском театре юного зрителя, ведущим и режиссером Свердловской государственной телерадиокомпании, ведущим Телекомпании 4 КАНАЛ, художественным руководителем Дома актера Екатеринбургского отделения СТД РФ.
В 1991 г. в фильме Дм. Долинина МИФ О ЛЕОНИДЕ киностудии ЛЕНФИЛЬМ сыграл главную роль — убийцы С. М. Кирова — Леонида Николаева. В энциклопедии НОВЕЙШАЯ ИСТОРИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КИНО Сергей Гамов назван «одним из последних счастливых обретений ленинградского кино».
С 2006 г. постоянно живет и работает в Санкт-Петербурге, работает актером в Драматическом театре НА ЛИТЕЙНОМ и в антрепризах, снимается в кино, ведет концерты Фонда РУССКИЙ РОМАНС.
Автор книги ПЕРЕШАГНУВ СУДЬБЫ ЭКВАТОР… (издательство У-ФАКТОРИЯ, 2002). В содержании книги — главы о выдающихся деятелях отечественного искусства — Фаине Раневской, Георг. Милляре, Георг. Новицком, Евг. Агурове, Мар. Викс и др., с которыми автор многие годы общался лично.
Родной брат известного журналиста, политического обозревателя газеты КОМСОМОЛЬСКАЯ ПРАВДА Александра Петровича Гамова (род.1954).
