Сергей Мартиросян окончил Петрозаводский государственный университет по специальности «Акушерство и гинекология» в 1999 году. В 2006 году уже в Екатеринбурге он защитил кандидатскую диссертацию на тему «Профилактика осложнений беременности и родов при железодефицитной анемии на Крайнем Севере».
С 2008 по 2010 год работал главным акушером-гинекологом города Екатеринбурга. Сразу после этого (в 2010 году) возглавил одно из самых крупных детских лечебных учреждений Екатеринбурга — детскую городскую больницу N 10. И вместе с командой единомышленников создал на базе больницы Екатеринбургский клинический перинатальный центр в течении короткого времени вошедший в топ перинатальных центров России.
В 2022 году в качестве
заместителя главного врача по акушерско-гинекологической помощи - руководителя перинатального центра возглавил самый крупный в Москве перинатальный центр в составе крупной многопрофильной больницы.
Является экспертом Национального института качества Росздравнадзора в области качества и безопасности медицинской деятельности, а, также, разработчиком клинических рекомендаций министерства здравоохранения Российской Федерации по акушерству и гинекологии.
Приказом Министерства здравоохранения Калининградской области с 9 июля 2024 года назначен на должность главного врача ГБУ КО "Региональный перинатальный центр"