A studiat la Colegiul Republican de Informatică şi Drept și la Facultatea Relaţii Economice Internaţionale a Academiei de Studii Economice, după care a activat ca specialist în creditare la Micro Enterprise Credit Moldova, companie parte a grupul financiar internaţional ProCredit.

În anii 2001-2004 a fost coordonator principal de proiecte la Citizens Network for Foreign Affairs Inc. (CNFA), un proiect al USAID, după care a trecut Prutul. În România s-a reținut până în 2006, timp în care a lucrat pentru SC Mechel Câmpia Turzii SA (judeţul Cluj), inițial în funcția de controlor financiar, apoi de director general adjunct pentru probleme economice şi financiare. Compania Mechel Câmpia Turzii SA este parte a Grupului Mechel, controlat de miliardarul rus Igor Zyuzin.

În 2006 a devenit director financiar la Tutun-CTC din Chişinău, societate pe acțiuni în care statul a deținut pachetul majoritar până în 2019 și unde, din 2008, l-a avut ca șef pe Pavel Filip. În 2011, după numirea lui Filip în fruntea Ministerului Tehnologiei Informaţiei şi Comunicaţiilor, Serghei Railean ajunge director general al Întreprinderii de Stat „Centrul Resurselor Informaţionale de Stat Registru”, instituție subordonată ministerului condus de Filip.

S-a menținut în fruntea întreprinderii până în 2017 și va conduce, ulterior, și Agenția Servicii Publice, structură creată în urma fuziunii „Registru” cu alte instituții. În iulie 2019, după plecarea democraților de la guvernare, Railean a fost eliberat din funcție, dar în martie 2020 a fost numit în funcţia de ministru al Economiei și Infrastructurii din partea Partidului Democrat, formațiune condusă de fostul său șef de la Tutun-CTC, Pavel Filip.