Сергей Ганешин родился в Москве 26 ноября 1879 года. Учился на естественном отделении физико-математического факультета Московского университета, окончил его в 1902 году, после чего был оставлен на факультете для подготовки к профессорскому званию. Учился у профессора Ивана Николаевича Горожанкина.
С 1905 года Сергей Сергеевич работал в Ново-Александрийском институте сельского хозяйства и лесоводства в должности ассистента.
В 1911 году он переехал в Петербург, став ассистентом в Петербургском университете и лесном институте.
С 1913 года Ганешин также был сотрудником Ботанического музея АН.
В 1909 году Ганешин ездил на экспедицию в Ангаро-Илимский край, в 1914 году — на хребет Улутау. Сергей Сергеевич был профессором Ленинградского сельскохозяйственного института, а также доцентом Ленинградского университета. Между 1921 и 1926 годами учёный руководил серией исследований в области долин Волхова и Ильменя, проводимых с целью подготовки строительства Волховской ГЭС.
В 1930 году возглавлял ботанический отряд Кольской экспедиции АН СССР.
В последний день полевой работы отряда, 30 августа 1930 года, на горе Вудъяврчорр заблудился в тумане, за которым последовала снежная буря. Скончался от внезапной остановки сердца. Именем ботаника назван цирк Ганешина на этой горе. У подножия Вудъяврчорра в 1931 году был основан Полярно-альпийский ботанический сад-институт.