Sergei Vanaev wurde in Russland geboren. Mit zehn Jahren wurde er an einer der renommiertesten Ballettschulen der Welt angenommen, der Bolschoi-Ballett-Akademie in Moskau, an der er nach acht Jahren seinen Abschluss machte. Nur wenige Jahre später war Vanaev als Solotänzer im Ensemble der Deutschen Oper am Rhein in Düsseldorf vertreten und tanzte dort fünf Jahre lang diverse Hauptrollen in den Choreographien von Heinz Spoerli und anderen bedeutenden Choreographen. Zudem wirkte er in einigen Ballettfilmen mit.
Seit der Saison 2004/2005 ist Sergei Vanaev als Chefchoreograph und Ballettmeister am Stadttheater Bremerhaven engagiert und wurde 2007 mit dem Maya Plisetskaya Award geehrt. Seit 2007 ist er ständiger Choreograph der Ballettkompagnie MysticBallet in Connecticut (USA). Im April 2016 gastierte er erfolgreich als Choreograph in Hongkong an der Hong Kong Academy for Performing Arts.
Bei der Eröffnungsgala 2016/2017 wurden er und seine Kompagnie für herausragende künstlerische Arbeit mit dem Herzlieb-Kohut-Preis ausgezeichnet.