Сергей Александрович Гольтгоер 2-й родился 29.12.1866 г. в семье Преображенца А. Ф. Гольтгоера и Веры Гавриловны, ур. Карнович. Православный. По матери двоюродный брат Ольги Валериановны Палей, супруги Великого князя Павла Александровича.
В 1888 г. по окончании Пажеского корпуса выпущен в лейб-гвардии Преображенский полк. В полку также служил его старший брат Константин Гольтгоер 1-й.
В 1902 г. капитан.
В 1903-1904 гг. офицер-воспитатель Суворовского кадетского корпуса (прикомандирован из полка).
С 1908 г. полковник.
С 1911 г. инспектор воспитанников Императорского училища правоведения.
С 1915 г. генерал-майор.
После 1917 г. в эмиграции в Германии. Сотрудник 2-го отдела РОВС.
Супруга - Фредерика Константиновна. Сын Константин Сергеевич Гольтгоер также служил в Преображенском полку. Согласно С. В. Волкову, сын Михаил был кандидатом Союза Преображенцев с 1930 г.
Скончался 15.2.1930 г. Похоронен на кладбище Сент-Женевьев-де-Буа.
На групповой фотографии с празднования полкового дня в Запасном батальоне 6.8.1916 г. С. А. Гольтгоер (сидит справа) и полковник Павленков (сидит слева).