Urodził się 24 czerwca 1890 r. w Merwie (Azja Środkowa). Syn Mikołaja, rosyjskiego generała i Anny z Hopfenhausenów.
W roku 1907 ukończył korpus kadetów w Sumach na Ukrainie, następnie w roku 1910 Michajłowską Szkołę Artylerii w Petersburgu. Został przydzielony do 2. pułku pskowskich dragonów. W październiku 1913 roku mianowany dowódcą 2. baterii I. dywizjonu konno-górskiej artylerii.
Po wybuchu I wojny światowej od sierpnia 1914 r. pełnił funkcje komendanta szkoły podoficerów w tym dywizjonie. 14 września z macierzystą jednostką wyruszył na front. Walczył na terenie Królestwa Polskiego, na Bukowinie, Wołyniu i Galicji Wschodniej w stopniu por. i sztabskpt. art. Od grudnia 1915 r. służył w 1. baterii 6. Brygady Artylerii Ciężkiej. W czerwcu 1916 r. przeszedł do lotnictwa. Początkowo służył w 1 eskadrze myśliwskiej, a potem w grupie myśliwskiej. Mianowany dowódcą eskadry, stanowiska tego nie objął.
Po wybuchu rewolucji październikowej 1917 r. przedostał się przez Syberię i Japonię do USA. Tam wstąpił do oddziału polskiego, z którym przybył do Francji. Przydzielony do Armii Polskiej we Francji, początkowo przebywał w obozie w Sillé–le–Guillaume, od lipca 1918 r. w Szkole Lotniczej w Dijon, później w Longvie i Wyższej Szkole Pilotażu w Pau; z czasem uzyskał stopień mjr. pil. Od 21 lutego 1919 r. sprawował funkcję pomocnika technicznego dowódcy lotnictwa, od 11 sierpnia dowodził lotnictwem tej armii.
W kwietniu 1919 r. powrócił do Polski. Brał udział w wojnie z Rosją bolszewicką 1919–1920; od 13 września 1919 r. jako szef lotnictwa Frontu Południowo–Zachodniego, od 21 października zastępca szefa lotnictwa polowego. Przewodniczył Polskiej Wojskowej Misji Zakupów we Francji (detaszowany do Anglii) i we Włoszech. Od 2 stycznia 1920 do 25 lutego 1920 r. stał na czele Szefostwa Lotnictwa. Następnie przewodniczył komisji odbioru samolotów we Włoszech. W roku 1920 ochotniczo służył w 9 eskadrze lotniczej. oraz był szefem lotnictwa Frontu Środkowego. W latach 1921–1922 studiował na I kursie doszkolenia w Wyższej Szkoły Wojennej w Warszawie. Po jego ukończeniu był jednym z organizatorów 1 Pułku Lotnictwa. W roku 1923 szef wydziału w Departamencie IV Żeglugi Powietrznej Ministerstwa Spraw Wojskowych, następnie II inspektor w tym Departamencie. 15 sierpnia 1924 r. awansował na stopień płk. pil.
Autor licznych prac z dziedziny działań lotnictwa. W latach 1925–1933 członek zarządu Ligi Obrony Powietrznej Państwa w Poznaniu i Grodnie. Następnie dyrektor biura LOPP. Mieszkał w Warszawie.
Podczas kampanii 1939 r. wyjechał z Warszawy do Łucka, po czym ślad po nim zaginął.
Opublikował: Ze wspomnień błękitnego lotnika, „Błękitny Weteran” 1936, nr 2–3, 4. Tłumaczył regulaminy francuskie, popularyzował sowieckie instrukcje wykorzystania lotnictwa. Był jednym z teoretyków użycia polskiego lotnictwa.
Odznaczony dwukrotnie Krzyżem Walecznych, złotym Krzyżem Zasługi i Medalem Niepodległości oraz francuską Legią Honorową 5 kl.
W. Chocianowicz, W 50 lecie powstania Wyższej Szkoły Wojennej w Warszawie, Londyn 1969; W.K. Cygan, Żołnierze Niepodległości 1863–1938. Słownik biograficzny t. 1, Mińsk Mazowiecki – Warszawa – Kraków 2011; Cywilna obrona Warszawy we wrześniu 1939 r. Dokumenty, materiały prasowe, wspomnienia i relacje, Warszawa 1964; Encyklopedia Wojskowa t. I, Warszawa 1931; S. Łoza, Czy wiesz kto to jest?, Warszawa 1938; „Monitor Polski” 1933, nr 255; J. Pawlak, Pamięci lotników polskich 1918–1945, Warszawa 1998; Rocznik oficerski 1923, 1924, 1928; Rocznik oficerski rezerw 1934; https://www.infolotnicze.pl/2013/06/11/sergiusz-abzoltowski/