Сергей Грицай окончил хореографическое училище имени А. Я. Вагановой, затем, в 1984 году, балетмейстерское отделение Ленинградской государственной консерватории имени Н. А. Римского-Корсакова (педагоги: проф. И. Бельский, Н. Боярчиков, А. Макаров), а в 1986 году — Высшие режиссёрские курсы при Министерстве культуры. Стажировался в Ленинградском государственном балете Л. Якобсона.
Дебют: танцы в опере С. Рахманинова «Алеко».
Сотрудничал с режиссёрами: С. Спиваком, В. Фокиным, А. Калягиным, Г. Козловым, Г. Дитятковским, А. Галибиным, В. Фильштинским, в Мариинском театре с А. Кончаловским, Ю. Александровым и дирижёром В. Гергиевым и многими другими театральными деятелями.
Работал в театрах России, Германии, Голландии, Швейцарии, Бельгии, Англии, Италии, Испании, США.
Имеет двоих детей — Дмитрий Грицай (1983), Анастасия Грицай (1973).
«Танго» С. Мрожек, «Крики из Одессы» И. Бабель, «Касатка» Алексей Толстой, «Три Сестры» Антон Чехов, «Маркиза Де Сад», «Дон Кихот» Михаил Булгаков, «Отелло» Уильям Шекспир, «Белая Ночь» Ф. М. Достоевский, «Синие Розы» Теннеси Уильямс, «Бумажная роза» Рамон дель Валье-Инклан, «Иов» Йозеф Рот
«Свои люди — сочтемся!» А. Н. Островский (1990), «Орнитология» А. Е. Строганов (1999), «Вишневый сад» А. П. Чехов (2001), «Ревизор» Н. В. Гоголь (2002 — Государственная премия РФ, Золотая Маска), «Маскарад» М. Ю. Лермонтов (2003), «Маленькие трагедии» А. С. Пушкин (2003), «Двойник» Ф. М. Достоевский (2005)
«Король Убю», «Люсьет Готье, или Стреляй сразу!», «Смерть Тарелкина», «Тайна тетушки Мэлкин», «Подавлять и возбуждать».
«Щелкунчик» Э. Т. А. Гофман
«Леший» А. Чехов
«Три поросенка»
«Барышня-Крестьянка» А. С. Пушкин (1999), «Потерянные в звездах» по пьесе Х. Левина «Торговцы резиной» (2000), «С любимыми не расставайтесь» А. Володин (2002)
«За чем пойдешь, то и найдешь» А. Островский, «Бенгальские огни» А. Аверченко, «Ромео и Джульетта» У. Шекспир, «Федра» Ж. Расин, «Костюмер» Р. Харвуд, «Екатерина Ивановна» Л. Андреев, «Старик и море» Э. Хемингуэй, «Веселый солдат» Н. Садур (по В. Астафьеву), «Мария Стюарт» Р. Харвуд, «Блажь!» А. Островский и П. Невежин
«Война и мир» С. Прокофьева (режиссёр А.Кончаловский, дирижёр В.Гергиев), «Бал-маскарад»
«Бал-маскарад» Италия, Парма
«Война и мир» С. Прокофьева, «Мазепа» П. И. Чайковского, «Адриенна Лекуврер» Ф. Челиа
«Пиковая дама» П. И. Чайковского (режиссёр — Валерий Фокин, 2007).
«Обломов» и «Учитель словесности»
«Дама с камелиями» Александр Дюма-сын, «Двое на качелях» Уильям Гибсон, «Тетка Чарлея из Бразилии» Брандон Томас
«Буря» У. Шекспир, «С тобой и без тебя» А. Менчелл
«Душечка» А. Чехов, «Ревизор» Н. В. Гоголь
«Месье Амилькар, или Человек, который платит» Ив Жамиак, «Звуки музыки» Ричард Роджерс, Оскар Хаммерштайн, «Царевна-лягушка»
«Учитель танцев» Лопе де Вега, «Звуки музыки» Ричард Роджерс, Оскар Хаммерштайн, «Прелести измены»
«Прелести измены» по мотивам комедии Дарио Фо «Свободная пара»
опера А. Шнитке «Жизнь с идиотом» (спектакль — лауреат Национальной театральной премии «Золотая Маска»), опера Д. Шостаковича «Леди Макбет Мценского уезда»
«Приключения Буратино»
«Демон» А. Рубинштейн (режиссёр Г. Тростянецкий)
«Клятва на крови» В. Инклан
мюзикл М. Самойлова «Безымянная звезда», рок-опера В. Калле «Ромео и Джульетта»