Окончил Московское высшее художественно-промышленное училище (бывшее Строгановское) в 1966 году. Дипломная работа — монументально-декоративное панно для библиотеки иностранной литературы (руководитель — крупнейший советский архитектор Д.Н. Чечулин). Своими учителями считает Фаворского Владимира Андреевича и Константинова Федора Денисовича. С 1970 г. С.М. Харламов — член союза художников СССР. Европейскую известность получили иллюстрации к роману Дж. Свифта «Путешествия Гулливера». За эту работу художник удостоен первой премии на международной выставке в Чехословакии. С.М. Харламов — лауреат Всероссийских конкурсов искусства книги. Он блестяще иллюстрирует «Вечера на хуторе близ Диканьки» Н.В.Гоголя, «Оды» Г.Р. Державина, «Колокольчики мои» А.К. Толстого, «Вор» Л.М. Леонова, «Я встаю в предрассветный час» М.М.Пришвина, поэзию Ф.И. Тютчева и С.А. Есенина, «Венок сонетов» В.А. Солоухина, произведения других классиков российской литературы. Явлением в культурной жизни страны стал цикл гравюр, посвященных 600-летию Куликовской битвы (1980). Навсегда запоминаются такие работы С.М. Харламова, как альбом «Отечественная война 1812 г.», серия «В земле Российской просиявшие», цветные рисунки «По Святой земле». Гравюры художника хранятся в Государственном историческом музее, Государственном музее изобразительных искусств им. А.С. Пушкина, Сергиево - Посадском историко-художественном музее-заповеднике, во многих музеях и частных собраниях России, Сербии, Италии, Англии, США. Являясь председателем правления Московского областного отделения Всероссийской творческой общественной организации «Союз художников России», секретарем правления ВТОО «СХР», Харламов С. М. плодотворно работает в области пропаганды российского изобразительного искусства и духовных православных ценностей среди населения России. В МГОУ работает с 2005 года, профессор кафедры Живописи. Каждую работу Сергей Михайлович считает достижением, а главным своим достоинством – смирение. Произведения Харламова С. М. отражают высокую гражданскую позицию художника - патриота России. Широко известна его подвижническая деятельность по сохранению школы реалистического искусства, борьба за чистоту образа против антиправославных разрушительных тенденций современности. Работы художника постоянно экспонируются на самых престижных художественных выставках. Его творчество постоянно освещается в печати. За творческие достижения в изобразительном искусстве и большую общественную деятельность Харламов С. М. неоднократно награждался дипломами, почетными грамотами, благодарностями различных организаций и учреждений.

Награды:звание «Лауреат премии Андрея Первозванного» (1995); звание «Народный художник Российской Федерации» (1998); дипломы Всероссийской творческой общественной организации «Союз художников России» (2003, 2004, 2005, 2006); премия Союза писателей России за книгу «Зримые ступени» (2005).