Михаил Остроумов — сын московского псаломщика. Окончил Московское Заиконоспасское духовное училище, затем — Московскую духовную семинарию.
В 1904 году 24-летний Михаил Остроумов окончил Московскую духовную академию со степенью кандидата богословия и был оставлен при академии профессорским стипендиатом. 14 сентября 1904 года пострижен в монашество епископом Дмитровским Трифоном (Туркестановым). Был рукоположен во иеродиакона, а 19 сентября 1904 года — во иеромонаха. После пострижения в монашество посетил Оптину пустынь, где нес послушание простого монаха: сначала на кухне, а потом исполнял обязанности канонарха, и только после некоторого испытания вернулся в Академию, где приступил к обязанностям преподавателя.
28 октября того же года назначен исполняющим должность доцента Московской духовной академии по кафедре теории и истории проповедничества.
В 1905 г. молодой преподаватель вместе с профессором академии Михаилом Тареевым посетил Холмщину, которую полюбил с ее своеобразной религиозно-национальной жизнью. В результате чего он без колебаний оставил службу в академии и отдал себя на служение в этом крае, в положении простого монаха самой бедной обители, Яблочкинского мужского монастыря. В 1906 году назначен наместником Яблочинского Онуфриевского монастыря.
Когда о.Серафим поступил в монастырь, он был в состоянии такого упадка, что его хотели даже закрыть. Но в несколько лет он сделал монастырь одним из центров религиозно-культурного служения Холмщины. Он привлек в свой монастырь людей с высшим богословским и светским образованием и организовал при монастыре псаломщическую школу, второклассную школу с церковно-учительскими курсами, несколько одноклассных школ, и даже сельскохозяйственную. При монастыре был устроен скит с великолепным храмом. На дело устроения Яблочинского монастыря о.Серафим отдал восемь лет, и обитель стала неузнаваемой и даже образцовой, а ее настоятель — известным церковным деятелем Холмщины.
С 1907 года — настоятель и заведующий Яблочинской второклассной школы с церковно-учительскими курсами. 2 февраля 1908 года возведен в сан архимандрита. Состоял благочинным монастырей Холмской епархии, Холмским епархиальным миссионером.
С 28 января 1914 года — ректор Холмской духовной семинарии. Был одновременно председателем в епархиальном ученом совете, членом холмского Богородицкого братства и редактором местного епархиального печатного органа.
Находясь на всех этих постах о.Серафим проявлял кипучую деятельность. Будучи ректором в семинарии, он был добрым и благопопечительным отцом, мягким и ласковым, отзывчивым на нужды учащихся и соработников. Как редактор церковной печати — «Холмской церковной жизни» и «Народного листка» — о.Серафим достиг того, что они были полны живости и интереса. В Первую мировую войну во дни бегства холмского населения из родного края в сильной степени проявилась его любовь к народу. Много труда было понесено им в Москве, где нашли приют беженцы из Холмщины.
3 апреля 1916 года хиротонисан во епископа Бельского, викария Холмской епархии. Чин хиротонии совершали совершили митрополит Московский и Коломенский Макарий (Невский), архиепископ Гродненский и Брестский Михаил (Ермаков), епископ Белостокский Владимир (Тихоницкий), епископ Новогеоргиевский Иоасаф (Каллистов) и др.
С 21 апреля 1916 года временно управлял Холмской епархией.
С 27 мая 1917 года временно управлял Орловской епархией. С 18 августа 1917 года — епископ Орловский и Севский, был назначен Временным правительством, но спустя два месяца был избран правящим архипастырем. Будучи избранным почетным членом Орловского церковно-исторического общества, он представил на обозрение присутствующих свои фотографические альбомы местности Орловского края. Его вниманием не были обойдены Орловские монастыри, семинария, епархиальное училище, церковные газеты и журналы. Духовенство ценило заботу и внимание владыки и поддерживало его начинания. Но вскоре ко многим начинаниям и трудам Владыки прибавились заботы по защите веры и Православия в связи с начавшимися антирелигиозными гонениями. Вместо училищ и семинарий, которые были закрыты, организовывались кружки по изучению Закона Божия. Устраивались крестные ходы, владыка много проповедовал.
Был членом Поместного собора Русской православной церкви 1917-1918.
14 марта 1918 года был арестован во время его пребывания в Орле. Во время работы Поместного Собора он находился под домашним арестом, подвергся двум допросам, был наложен запрет на выдачу корреспонденции, о своих мытарствах епископ Серафим сообщил в своих рапортах патриарху Тихону.
Четыре месяца спустя, 6 июля 1918 года, был вновь арестован. В тот же день чекистами был произведен обыск в архиерейском доме и разогнано епархиальное собрание.
В 1922 году был арестован по сфабрикованному делу «за активное сопротивление изъятию церковных ценностей». В июле 1922 года был приговорен Орловским губернским ревтрибуналом к 7 годам заключения со строгой изоляцией. Впоследствии срок был сокращен до полутора лет. Отсидел в орловской тюрьме 1 год и десять месяцев, и был освобожден в 1924 году по амнистии.
29 мая 1924 года возведен в сан архиепископа.
После освобождения из заключения владыке пришлось вести борьбу с расколом в церкви, вызванным обновленческим движением.
В декабре 1926 года арестован в Орле, затем выслан из пределов Орловской епархии. С 1 ноября 1927 года — архиепископ Смоленский и Дорогобужский.
11 ноября 1936 года был арестован по групповому делу по обвинению в антисоветской агитации, как «один из руководителей контрреволюционной группы церковников, использовал религиозную трибуну в церквах для произношения контрреволюционных проповедей, в которых распространял клевету и предсказывал скорую гибель соввласти. Среди населения вел антисоветскую агитацию и давал попам указания для ведения работы за необходимость открытия церквей, закрытых 5-6 лет тому назад»
27 марта 1937 года Особым совещанием при НКВД СССР был приговорен к 5 годам лишения свободы. Был осужден совместно с другими 8-ю священнослужителями. Все обвиняемые виновными себя не признали и на очных ставках показания свидетелей категорически отрицали. В апреле 1937 г. был направлен в распоряжение начальника Управления Карлага (Казахстан, г. Караганда). В ноябре 1937 г., отбывая наказание, «по вновь вскрывшимся обстоятельствам» был вторично привлечен к уголовной ответственности по обвинению в «организованной антисоветской деятельности» в числе группы лиц (31 человек).
28 ноября 1937 года тройкой при УНКВД СССР по Смоленской области был приговорен к расстрелу.
8 декабря 1937 года был расстрелян. По некоторым данным, вероятно, расстрелян под Смоленском в Катынском лесу около д.Катынь.