10 июля 1902 г. – родился в деревне Князево Тверской губернии.
1911–1914 гг. – учеба в Старокнязевской церковно-приходской школе.
1914–1917 гг. – Петроград, обучение сапожному ремеслу.
1917–1919 гг. – возвращение домой, работа в артели сапожников в деревне Стренево, знакомство с семьей Квашниных, первые выступления на самодеятельной сцене в школьной труппе и в усадьбе Квашниных.
1919–1921 гг. – учеба в Твери, сначала в советско-партийной школе, затем – в Кавалерийской.
1921–1925 гг. – учеба в Московской консерватории, а с 1924 года – в студии К. С. Станиславского.
1926–1927 гг. – г. Свердловск, театр оперы и балета.
1927–1929 гг. – г. Харбин, оперный театр.
1929–1931 гг. – г. Тифлис, театр оперы и балета.
1931–1958 гг. – Москва, Большой театр Союза ССР, солист.
1932–1976 гг. – Московская государственная филармония, концертная деятельность.
26 июня 1977 г. – умер в Москве. Похоронен на Новодевичьем кладбище.
В репертуаре Сергея Яковлевича Лемешева было 35 оперных партий и около 700 вокальных произведений, исполняемых им с эстрады.