Сергей Бренёв родился в Оренбурге в 1981 году. В 2004 году окончил архитектурно-строительный факультет Оренбургского государственного университета по специальности «Архитектура».

После окончания университета работал директором ООО «Архитектурное бюро №1».

С 2004 по 2005 год Сергей Бренёв принимал участие в реконструкции Оренбургского драматического театра в качестве архитектора нового здания. В 2005-м стал главным архитектором комплекса «Национальная деревня».

— Проектов было очень много, но их нужно разделить на две части, — вспоминал Сергей Бренёв о своей работе в архитектурном бюро в интервью «Оренбург Эстейт». — Первая — нереализованные. Здесь есть гордость, но о ней говорить не стоит — это можно обсуждать только с профессионалами, с архитекторами. А реализованные — их не так много. Горжусь, прежде всего, участием в реконструкции Драматического театра, где в авторском коллективе я был архитектором новой части. Также достойно получилось здание с башней в стиле модерн рядом с Драмтеатром, на углу Пушкинская-Комсомольская. Там сейчас открылась художественная галерея «На Пушкинской». Горжусь Национальной деревней. Там не всё получилось, что было запроектировано, но это совершенно уникальное место, в России больше такого нет. Есть некие подобия, но они, так скажем, временные. А это — навсегда. 

В 2007 году был принят в Союз архитекторов России,  в 2008-м стал членом правления Оренбургской областной организации Союза архитекторов России.

---

— Мы не должны останавливать градостроительную деятельность, в том числе в центральной части города и даже в историческом ядре.

---

В 2010 году перешёл на работу в администрацию города на должность заместителя главного архитектора. В 2011 году был назначен уже главным архитектором города.

В июле 2015-го Сергея Бренёва назначили начальником департамента градостроительства и земельных отношений. Этой структуре подчиняются Управления градостроительства и архитектуры; по наружной рекламе и оформлению города; землепользования и развития пригородного хозяйства.

В том же интервью Сергей Бренёв рассказывал о своём отношении к точечной застройке города:

— Мы не должны останавливать градостроительную деятельность, в том числе в центральной части города и даже в историческом ядре. Исторические кварталы и памятники никто не трогает — их надо реставрировать. Это тоже огромная проблема, и мы о ней постоянно говорим — что нет потенциала, нет средств. И там, где это возможно в рамках законодательства, новые объекты должны возникать, иначе мы потеряем ценность земли в центре города, потеряем инвестиционную привлекательность. А будущее — в том числе и по восстановлению памятников — за частными инвесторами, государство никогда не найдёт эти миллиарды на реставрацию. Это огромный процесс, через который уже прошли многие страны мира — расселение людей в нормальное жильё и дальнейшее восстановление этих объектов, бывших особняков и городских купеческих усадеб как объектов культурного наследия, но уже с другим статусом: либо как жильё, либо как административное здание.

В феврале 2016 года на городском бизнес-форуме, отвечая на вопрос предпринимателя по оросительным системам, глава города Евгений Арапов назвал Сергея Бренёва «хорошим специалистом».

В мае 2016 года у Бренёва прошли обыски в рамках расследования дела о срыве сроков строительства домов для детей-сирот. Всего прошло девять обысков у ряда должностных лиц: Бренёва, экс-начальника управления градостроительства и архитектуры Сергея Макеева, руководства «Автопортала», в кабинетах управлениях градостроительства и жилищной политики.

Сергей Бренёв принимал участие в различных архитектурных проектах:

— архитектор новой части здания Оренбургского драматического театра им. М. Горького (в составе авторского коллектива ООО «НПП «РОНА»), 2004-2005 гг.;

— автор проекта многоквартирного жилого дома по пер. Гугучкинский, 4, 2005 г.;

— главный архитектор проекта «Музейный комплекс «Национальная деревня», 2005-2007 гг.;

— автор проекта административного здания по ул. Чичерина, 20, 2005-2007 гг.;

— автор проекта административно-торгового здания на пересечении ул. Пушкинской и Комсомольской, 2005-2006 гг.;

— главный архитектор проекта планировки территории ФГБОУ ВПО «ОГУ»;

— автор проекта «Аллея героев» в сквере «4 апреля», 2008 г.;

— главный архитектор проекта планировки и проекта межевания территории, ограниченной улицами Терешковой, Рыбаковской, Степана Разина, проспектом Победы, 2009-2010 гг.;

— главный архитектор проекта межевания территории, ограниченной улицей Терешковой, проспектом Победы, территориями озеленения общего пользования и производственных, коммунально-складских объектов, 2009-2010 гг.;

— главный архитектор монумента «Первая учительница», 2010-2011 гг.;

— главный архитектор монумента «памятник П.И. Рычкову», 2011-2012 гг.;

— архитектор памятников «Детям войны», «Освобождение города Оренбурга от воинского постоя», «Оренбуржцам – героям Первой мировой войны (1914-1915 гг.)», 2013-2014 гг.