Sergey Karmazhakov est un membre régulier de l'équipe nationale du Kazakhstan sur piste. En 2019, il devient champion d'Asie de poursuite individuelle chez les juniors (moins de 19 ans). L'année suivante, il intègre la formation continentale Lokosphinx, qui évolue sous licence russe. Il représente ensuite le Kazakhstan dans diverses manches de la Coupe des Nations en 2021.
En 2022, il est sacré champion du Kazakhstan de poursuite par équipes, aux côtés de plusieurs compatriotes. Il remporte également de nouveaux titres de champion national en 2023 et 2024, dans le scratch et l'américaine. Sur route, il se classe huitième de l'édition 2025 du Tour of Bostonliq, une course ouzbèke de l'UCI Asia Tour.
Palmarès sur piste
Championnats d'Asie
Jakarta 2019
Champion d'Asie de poursuite juniors
Médaillé d'argent de la poursuite par équipes juniors
Championnats nationaux
2019
3e du championnat du Kazakhstan de poursuite par équipes
2020
3e du championnat du Kazakhstan de poursuite par équipes
3e du championnat du Kazakhstan de vitesse par équipes
2021
3e du championnat du Kazakhstan de l'américaine
3e du championnat du Kazakhstan de poursuite par équipes
2022
Champion du Kazakhstan de poursuite par équipes (avec Ramis Dinmukhametov, Dmitriy Potapenko, Dmitriy Vassilyev et Kirill Strelchenko)
Champion d'Asie de poursuite juniors
Médaillé d'argent de la poursuite par équipes juniors
Champion du Kazakhstan de poursuite par équipes (avec Ramis Dinmukhametov, Dmitriy Potapenko, Dmitriy Vassilyev et Kirill Strelchenko)
Portail du cyclisme 
Portail du Kazakhstan