Родился 29 сентября 1925 года в городе Туле, в семье потомственных оружейников. Дед — Сергей Федорович — был одним из помощников С.И. Мосина в конструировании трехлинейной винтовки образца 1891 года. Отец — Дмитрий Алексеевич (1887—1959), работал на Тульском патронном заводе, сначала литейщиком, затем — мастером и руководителем участка. Мать — Антонина Сергеевна (1893—1983). В детстве ей посчастливилось видеть в Ясной Поляне Л.Н. Толстого. Этим она гордилась всю жизнь. Супруга — Александра Петровна, блокадница, защитница Ленинграда, медицинский работник. Сын — Валерий Сергеевич (1949 г. рожд.), полковник. Дочь — Марина Сергеевна (1956 г. рожд.), образование получила в США, в университете Дюка. Занимается современными технологиями и менеджментом.

Первоначальное военное образование Сергей Романовцев получил в 1943 году в 1-м Московском пулеметном училище, эвакуированном в Рязань. Благодаря ежедневным 12-часовым занятиям и тренировкам за 4 месяца Сергей стал умелым пулеметчиком. На состязаниях с завязанными глазами за минуту с небольшим ему удавалось собрать и разобрать замок пулемета «Максим». Это очень пригодилось в боевых условиях.

В период подготовки к Курской битве летом 1943 года советским командованием создавались резервы для Юго-Западного фронта. Туда срочно перебрасывались и курсантские батальоны из военных училищ. В конце июня Романовцев в составе такого батальона прибыл в район города Купянска в Харьковской области, где дислоцировалась 8-я гвардейская армия под командованием генерала В.И. Чуйкова. Боевое крещение состоялось на знаменитой Голой Долине на реке Северский Донец. Пулеметный расчет гвардии сержанта Романовцева действовал на одном из самых трудных участков. Ему удалось отразить шесть контратак противника. Каждый из состава расчета был отмечен орденом и медалью. За умелые, инициативные действия против группы поиска немецкой разведки в канун нового 1944 года в Днепропетровской области Сергей Романовцев был награжден орденом Славы III степени.

Его «звездный» час пробил при выполнении боевых заданий в ходе форсирования рек Ингул и Ингулец под Кривым Рогом. В конце февраля 1944 года командующий 3-м Украинским фронтом маршал Р.Я. Малиновский поставил 8-й гвардейской армии задачу: форсировать реку Ингулец и к 2 марта захватить плацдарм на правом берегу реки с тем, чтобы начать наступление на город Новый Буг.

Командиру разведроты гвардии старшему лейтенанту Федору Каткову и командиру взвода добровольцев гвардии сержанту Сергею Романовцеву было приказано с наступлением темноты 2 марта переправиться на западный берег реки, соблюдая строжайшую маскировку, преодолеть 400 метров вязкого чернозема, установить, занимают ли немцы оборону на железнодорожной насыпи между поселками Зеленый и Рудный. В случае обнаружения передвижения патрулей между этими поселками бесшумно уничтожить их силами взвода. Через проделанную подчиненными Романовцева брешь в обороне 16-й мотодивизии разведчики Каткова ушли в ее тыл и приступили к выполнению боевой задачи.

Тем временем взводу Романовцева пришлось выдержать бой с почуявшими что-то неладное и забившими тревогу фашистами. До подхода главных сил бойцы отразили несколько атак немецких автоматчиков. А когда бой перешел в рукопашную, тут уж Романовцев показал, на что способен... Под стать командиру действовали и подчиненные. К исходу ночи 3 марта оставшиеся в живых добровольцы в составе батальона участвовали в освобождении поселка Зеленое. Дальнейшее продвижение 266-го гвардейского стрелкового полка проходило в непрерывных тяжелых боях.

Утро 6 марта выдалось пасмурным и холодным. В расступающейся мгле перед взорами солдат и офицеров открылись поля сухой прошлогодней кукурузы и подсолнечника. За ними, у горизонта, едва просматривался курган. В наступление пошли без обычной артподготовки: раскисший чернозем оказался союзником немцев — он затруднял продвижение артиллерии полка. Взобравшись на курган, бойцы увидели, как со стороны села Цвитково на соединение с танками бежали цепи фашистских автоматчиков. Сергей длинной очередью своего пулемета ударил по фашистам. Расстояние 50—60 метров. Фланговый огонь — самый губительный. «Падают, падают гады!» — закричал подчиненный Романовцева гвардии ефрейтор Леонид Рожков.

«А у меня в тот момент в голове одна мысль сверлила, — вспоминает убеленный сединой ветеран, — «Максимка», только не подведи, только не откажи!.. Помню, руки на весу онемели и пронизывающе заныли до самых плеч. Но ослабить хватку никак нельзя: пулемет что норовистый конь — требует к себе уважения, любви, ну и держать его надо так, чтобы не повисать на рукоятках, не то прицельного огня не жди. «Максимка» в том бою молодцом оказался. Накосил фашистской нечисти видимо-невидимо».

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 3 июня 1944 года гвардии сержанту С.Д. Романовцеву за мужество и героизм, проявленные в боях, присвоено звание Героя Советского Союза. Высокую награду вручал ему сам командарм В.И. Чуйков.

В конце июля 1944 года войска 8-й гвардейской армии вступили на территорию Польши. В ходе ожесточенных боев освободили Люблин, форсировали Вислу, овладели обширным Магнушевским плацдармом южнее Варшавы. К сентябрю на этом участке фронта временно наступило затишье.

14 января 1945 года началась знаменитая Висло-Одерская операция. 24 января батальон, в котором служил Романовцев, вышел к реке Варта с задачей захватить на западном берегу плацдарм и обеспечить переправу главных сил дивизии. Полноводная, с быстрым течением река имела крутой западный берег, усеянный вражескими огневыми точками. Задолго до рассвета рота гвардии лейтенанта И. Галкина вышла на прибрежный лед. Впереди было более ста метров открытого пространства. С противоположного берега взвилась ракета и осветила темную воду с плывущими по ней льдинами и фигурками людей. Западный берег засверкал вспышками выстрелов...

Понеся большие потери, рота Галкина вынуждена была повернуть обратно. Тогда командир батальона гвардии майор Ш. Умаров, его заместитель по политической части гвардии капитан А. Кончин и комсорг полка гвардии сержант Романовцев решают личным примером воодушевить и повести за собой солдат. Вновь закипела вода от пулеметных очередей, мин и снарядов. Стало светло как днем. Но отважные бойцы на подручных средствах упорно продвигались вперед. Быстро таяли их ряды. «На западный берег выбрались лишь восемь смельчаков. Среди них — Кончин, Умаров, Елкин, Романовцев, Семенов. Пулеметчик Семенов, раненный в ногу на середине реки, выплыл ценой невероятных усилий», — так изложен ход событий в оперативном донесении командира 266-го полка.

Завязался ожесточенный ночной бой. В течение часа, до подхода подкрепления, бойцы на крохотном плацдарме сдерживали натиск врага. Но на том берегу еще оставались станковые пулеметы и минометы. Кончин с семью солдатами, отбив у немцев лодку, с помощью троса организовал паромную переправу. По ней доставили оружие и боеприпасы. С рассветом атаки противника усилились. Против неполного батальона фашисты бросили целых два батальона и предприняли девять контратак. Но они так и не увенчались успехом.

Наступила вторая ночь. Насквозь промерзшие после ледяной купели, измотанные непрерывными боями люди, многие с ранениями, были полны решимости сражаться до полной победы. И когда они вновь устремились в атаку, врагу в темноте, очевидно, показалось, что в бой вступили свежие силы — столь ошеломляющим был их натиск.

К утру был взят город Вайсенбург, захвачено много пленных, техники. За проявленные в этих боях мужество и героизм Романовцев был награжден орденом Красного Знамени.

По окончании войны учился в Ленинграде в Высшем военно-педагогическом институте имени М.И. Калинина, а затем в Академии Генерального штаба. Почти полвека работал во Внешней разведке КГБ СССР, выполняя ответственные задания в странах Западной Европы и Америки. В 1992 году вышел в отставку в звании полковника и по сей день продолжает активно трудиться в ветеранском движении — в Клубе Героев Советского Союза, Героев Российской Федерации и полных кавалеров ордена Славы Москвы и Московской области. Ведет большую работу по военно-патриотическому воспитанию молодежи в школах и воинских частях Московского военного округа.

Герой Советского Союза Сергей Дмитриевич Романовцев награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Отечественной войны I и II степени, Красной Звезды, Славы III степени, многими медалями.

Живет в Москве.