Сергей Шамов родился в 1981 году. Окончил Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского и аспирантуру по специальности «ударные инструменты» (класс профессора Виктора Гришина). Кандидат искусствоведения.
Работал в Metro Philharmoniс Orchestra (2002–2003), Московском государственном академическом симфоническом оркестре под управлением Павла Когана (2003–2006), Национальном академическом оркестре народных инструментов России имени Н. П. Осипова (2007–2020). С 2017 года – солист Московской областной филармонии.
В качестве приглашенного музыканта сотрудничал более чем c 20 российскими оркестрами, гастролировал в США, странах Европы, Китае, Северной Корее, странах ближнего зарубежья. В 2017 году дал серию концертов на «Музыкальных вечерах» в Ингольштадте (Германия) в сопровождении Грузинского камерного оркестра Ингольштадта. Неоднократно принимал участие в фестивалях «Московская осень» и «Виртуозы гитары».
Сергей Шамов – первый исполнитель в России оригинальных произведений для ударных инструментов Нея Розауро, Экхарда Копецки, Омара Акосты, Адама дель Монте. Первым из российских музыкантов представил на академической сцене инструмент кахон. В 2012 году мировой лидер по производству кахонов Марио Кортес создал именную модель инструмента Special Sergey Shamov Edition, относящуюся к флагманской линейке King III.
Сергей сотрудничает со многими известными музыкантами – Артёмом Дервоедом, Романом Зорькиным (гитара), Айдаром Гайнуллиным (баян), Александром Муравьёвым (контрабас), Павлом Новиковым (бансури), Бориславом Струлёвым (виолончель), с группой «Эйфория» и ансамблем солистов НАОНИР имени Н. П. Осипова, играет в составе арт-группы «САМ» («Свободные Актеры и Музыканты»), выступает в качестве сессионного барабанщика и перкуссиониста. Участвует в проектах с актерами Государственного Театра Наций (Юлией Пересильд, Павлом Акимкиным, Артёмом Тульчинским) и «Гоголь-центра». Фонограммы, записанные с участием Шамова, используются в спектаклях Московского драматического театра имени М. Н. Ермоловой, Московского драматического театра имени А. С. Пушкина и других.
Сергей Шамов неоднократно участвовал в записи разножанровой музыки на компакт-дисках и саундтреков, в том числе к фильмам «Восьмёрка» и «Цой» Алексея Учителя.
С 2011 года преподает в Московской консерватории, проводит мастер-классы.
