Артём рос и воспитывался в семье Сталина наравне с другими детьми, был близким другом его сына Василия. В 1938 году Артем Сергеев окончил десятилетку — 2-ю московскую артиллерийскую специальную школу и добровольно вступил в ряды Красной Армии. С мая по сентябрь 1938 года служил красноармейцем в артиллерийских частях. С октября 1938 по сентябрь 1940 года — курсант, младший командир (сержант), старшина батареи 2-го Ленинградского артиллерийского училища (бывшего Михайловского). В 1938 году, после окончания 10 классов 2-й Московской специальной Артиллерийской школы добровольно вступил в ряды Красной Армии. С мая по сентябрь 1938 года служил красноармейцем в артиллерийских частях. С октября 1938 по сентябрь 1940 года — курсант, младший командир (сержант), старшина батареи 2-го Ленинградского артиллерийского училища (бывшего Михайловского). В 1940 году вступил в партию и в октябре того же года в звании лейтенанта был назначен командиром взвода 13-го артиллерийского полка 1-й стрелковой дивизии.

Войну он встретил на западных рубежах командиром взвода 152-миллиметровых гаубиц «М-10». Произошло это 26 июня 1941 года  в Белоруссии. Уже 1-2 июля 1941 года Сергеев  участвовал в жесточайшем оборонительном бою за город Борисов и переправу через реку Березина. Его артиллерийская батарея была уничтожена,  и  молодой лейтенант стал командовать стрелковой ротой, которая прикрывала отход полка.  Рота также несла тяжёлые потери, а 13 июля немцы взяли части, в том числе и роту Сергеева в «мешок» в районе города Горки. 19 июля в деревне Кривцы, что в 12 километрах от города Горки, Сергеев напоролся на немцев и его захватили в плен. Сидел в тюрьме города Орша, планировали его расстрелять, но 23 июля он сумел бежать с несколькими товарищами. Группа образовала ядро будущего партизанского отряда, к которому начали присоединяться выходившие из окружения бойцы и командиры РККА. После их отряд влился в более крупное партизанское подразделение Алексея Флегонтова. Сражаясь в составе партизан, Артем впервые, но отнюдь не в последний раз был ранен (у него всего 9 ранений, 2 из которых были очень тяжелыми – врачи чудом спасли ему кисть левой руки, а позже чуть не умер от заражения крови после удара штыком в живот) После излечения в госпитале в декабре 1941 года вернулся в свой 13-й артполк, ставший 35-м гвардейским. Был начальником разведки дивизиона, командиром батареи, потом командиром дивизиона. 18 февраля под Юхновом был снова ранен, после госпиталя вернулся в полк, но в июне 1942 года — новое ранение. 3 июня 1942 г., не закончив лечение после ранений, полученных в феврале, вернулся в свой 35-й гвардейский артиллерийский полк на должность командира дивизиона, но через 2 недели был снова ранен и был отправлен из полка. Отправлен на долечивание и на 3 месяца в высшую офицерскую артиллерийскую школу города Семенова (Горьковская область), где прошел курс командиров артиллерийских дивизионов и начальников штабов артиллерийских полков. После этого в декабре 1942 г. был назначен начальником штаба 266-го армейского артиллерийского полка РГК. После завершения Сталинградской операции в феврале полк из 62-й армии убыл на Северо-Западный фронт в 68-ю армию. В апреле Сергеев был назначен заместителем командира полка. С 20 мая до октября 1943 года Сергеев исполнял обязанности командира полка. В июне полк был преобразован в 211-й гвардейский армейский артиллерийский полк РГК. С декабря 1943 по апрель 1944 года Сергеев — командир 554-го армейского артиллерийского Рогачёвского Краснознамённого полка РГК. В апреле был снова ранен. С июля по октябрь 1944 года — командир 156-го гвардейского артполка 77-й гвардейской стрелковой дивизии. В январе 1945 года был заместителем командира 140-й армейской пушечной артиллерийской бригады. Участвовал в боях в Прибалтике, Восточной Пруссии, Силезии, Саксонии, Чехословакии. Войну закончил 12 мая 1945 года подполковником. После войны служил командиром полка в Венгрии. В августе 1945 года был командирован в Москву в Артиллерийскую академию. Завершив учебу в 1951 году,  командовал 34-й пушечной артиллерийской бригадой Прикарпатского военного округа. Затем поступил в Военную академию имени К.Е. Ворошилова, которую окончил в 1954 году. После окончания академии служил на командных должностях. Начальник штаба и заместитель командира 10-го и 178-го корпусов особого назначения (1956-1960), командир 9-й дивизии ПВО (1960-1965), заместитель командующего 1-й армии ПВО, заместитель генерала-инспектора по ПВО организации Варшавского договора. В отставку вышел в 1981 году в звании генерал-майора артиллерии. В 2006 году опубликовал сборник рассказов-воспоминаний о войне «Рассказы артиллериста» и, в соавторстве с Екатериной Глушик,  книгу «Беседы о Сталине». Стал членом Союза писателей России. Был членом землячества Донбассовцев в Москве. Умер 15 января 2008 года.