Сергей Малов родился в 1983 году в Ленинграде (Санкт-Петербург) в семье музыкантов. Окончил Университет Моцартеум в Зальцбурге как альтист и Высшую школу музыки имени Ханса Айслера в Берлине как скрипач. Занимался дирижированием под руководством Йормы Панулы и Иоганнеса Шлефли.
Победитель международных конкурсов скрипачей: имени Яши Хейфеца в Вильнюсе, имени Моцарта в Зальцбурге, имени Майкла Хилла в Квинстауне (I премия, Приз зрительских симпатий и премия за лучшее исполнение камерной музыки); победитель конкурса альтистов в Токио. Лауреат скрипичных конкурсов имени Луи Шпора в Вене, имени Никколо Паганини в Генуе, конкурса альтистов ARD в Мюнхене, обладатель специального приза Баховского конкурса в Лейпциге (по специальности «барочная скрипка»).
Сергей Малов выступает как солист, дирижер, участник камерных ансамблей. Играет на классической и барочной скрипке, альте, виолино пикколо и виолончели да спалла (барочной виолончели-пикколо). Его репертуар простирается от музыки раннего барокко до сочинений современных авторов.
Сотрудничал с известными коллективами, в числе которых Лондонский филармонический оркестр, Симфонический оркестр Би-би-си, Симфонический оркестр Баварского радио, Немецкий симфонический оркестр Берлина, филармонические оркестры Токио, Окленда, Бухареста, Хельсинки, Вюртембергский камерный оркестр (Хайльбронн, Германия), Московский камерный оркестр Musica Viva, Венецианский барочный оркестр, Севильский барочный оркестр, Академия старинной музыки Берлина, Зальцбургская камерата, Барочный оркестр Халле.
Участник фестиваля старинной музыки в Инсбруке, музыкального фестиваля в Турку, «Шубертиады» в Хоэнемсе, фестиваля искусств «Сервантино» в Мексике.
В сезоне 2020/21 Сергей Малов исполнил Скрипичный концерт Брамса в Доме Брукнера в Линце (дирижер – Кристоф Шперинг), выступил с оркестром Гранады, где в нынешнем сезоне является «артистом в резиденции». Запланированы его дебюты в венском Концертхаусе, зале Булеза в Берлине, концерт с Симфоническим оркестром Франкфуртского радио, участие в фестивале старинной музыки в Севилье, а также концерты в Санкт-Петербурге и Москве.
Записи музыканта выпущены фирмами Decca, EASonus, Pan Classics, Solo Musica, Hännsler Profil. Среди них альбомы «Посвящение Изаи» (2017), 24 каприса Паганини (2019), шесть сонат для виолончели соло И. С. Баха (2020).
С 2017 года Сергей Малов – профессор Университета искусств Цюриха.