Родился 10 мая в Тюмени. Еще в школе Сергей готовил заметки для «Пионерской зорьки». В старших классах стал редактором школьной стенгазеты. В 17 лет юноша поступил на работу в Тюменский областной комитет по телевидению и радиовещанию.
В мае 1960 года Фатеева включили в состав Союза журналистов СССР. В 1965 году он закончил Уральский государственный университет в городе Свердловске факультет журналистики. Сразу по окончании обучения устроился заведующим корреспондентским пунктом Гостелерадио при СМ СССР в Тюмени. Многие репортажи Сергея Фатеева, посвященные открытию крупнейших мировых месторождений нефти и газа, освоению севера Западной Сибири, вошли в «золотой фонд» Гостелерадио.
С 1974 по 1983 годы трудился в должности заместителя председателя комитета по телевидению и радиовещанию Тюменского облисполкома. Затем вернулся в собкоровскую сеть Гостелерадио СССР. Работал в Карелии, Одессе, Нагорном Карабахе.
Широкую известность получил в 1992 году, когда освещал необъявленную войну в Приднестровье. Своими ежедневными репортажами по Первому каналу российского телевидения способствовал принятию решения о вмешательстве России в Приднестровский конфликт.
В перестроечное время Сергей Александрович трижды возглавлял выездные редакции программы «Время» в Тюменской области, брал интервью у первого Президента России. В 1993 году журналист вернулся с Украины на Родину. И вновь возглавил корпункт Общественного Российского телевидения в Тюменской и Курганской областях, работал заведующим Тюменским и Курганским корпунктом радио «Маяк», а также ОРТ.
Фатеев стоял у истоков формирования кафедры журналистики Тюменского государственного университета. С 1999 года он работал старшим преподавателем кафедры журналистики, а с марта 2003 года – доцентом Тюменского государственного университета. В январе 2004 года официально зачислен в штат отделения журналистики филологического факультета ТюмГУ на должность доцента кафедры журналистского мастерства.
По инициативе «мастера слова», под его руководством и при непосредственном участии в 2000 году учреждены и успешно проведены областные фестивали Тюменской прессы, многие творческие конкурсы, учреждены почетные звания и знаки отличия лучшим мастерам пера и микрофона, ветеранам журналистики Тюменской области. В 2005 году по предложенному Сергеем Фатеевым проекту организована и успешно проведена первая в России международная журналистская экспедиция «Сибирь – будущее России» по маршруту Тюмень-Тобольск-Сургут-Ханты-Мансийск.
Награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством 2-й степени» за достижения в области культуры и в связи с 75-летием отечественного радиовещания.