Nacido en Sabadell, Santiago Serrate estudió en el Conservatorio del Liceu y amplió su formación en la cátedra de contrabajo de la Escuela Superior de Música Reina Sofía de Madrid con Ludwig Streicher, donde en junio de 1998 S.M. la Reina le otorga el diploma al alumno más destacado. Estudió dirección de orquesta con Antoni Ros Marbá, Arturo Tamayo, George Hurst y Otto-Werner Mueller. Ha realizado cursos con Josep Pons, George Pehlivanian, Salvador Mas y Jesús López Cobos.
Debuta como director a los 16 años con La Escolanía – Coral de St. Agustí de Sabadell, de la que fue miembro y pianista acompañante. En 1994 gana el Primer Premio de Contrabajo del Concurso Germans Claret. Ha sido miembro de la Joven Orquesta Nacional de España, la Jove Orquestra Nacional de Catalunya, la RIAS-Jugendorchester de Berlín y la Orquesta Sinfónica de RTVE. En 2001 gana por concurso la plaza de director asistente de la Joven Orquesta de la Comunidad de Madrid.
Dirige habitualmente las principales orquestas españolas, así como en Portugal, Alemania, Italia, Grecia, México y China. Su compromiso con la música contemporánea se manifiesta a través de 76 estrenos mundiales y 24 estrenos nacionales, conciertos y grabaciones con el grupo Modus Novus y el Sax Ensemble.
Como director lírico y de ballet ha actuado en el Auditorio de Galicia, el Gran Teatro del Liceu de Barcelona, el Teatro Principal de Mallorca, el ciclo Ópera a Catalunya, el Palau de Les Arts de Valencia, el Teatro Real y el de la Zarzuela de Madrid, el Teatro de La Maestranza de Sevilla, el Ballet de Lyon y el Theater Chemnitz. Ha dirigido el estreno en España de L’Ape Musicale de Lorenzo Da Ponte, Il Prigioniero de Dallapiccola, Sarka de Janacék y la recuperación de Cristoforo Colombo de Ramón Carnicer. Ha estrenado y grabado mundialmente, gracias a una Beca Leonardo de la Fundación BBVA, la ópera de cámara Tenorio de Tomás Marco en el Festival de El Escorial. Recientemente ha estrenado mundialmente la ópera Fuenteovejuna de Jorge Muñiz en el Teatro Campoamor de Oviedo.
En su amplio repertorio operístico se encuentran 71 títulos. Ha trabajado junto a artistas como P. Domingo, J. Kaufmann, B. Terfel, J. Pons, A. Arteta, R. Alagna, D. Zajic, L. Nucci, M. Guleghina, R. Pape, D. Dessí, F. Armiliato, A. Harteros, M. Volle, E. Herlitzius, C. Álvarez, S. Radvanovsky, P. Yende, M. Orán, C. Chausson, F. Cedolins y G. Ha colaborado como asistente de los maestros Pedro Halffter, Antoni Ros Marbà, Guillermo García Calvo, Giacomo Sagripanti, Pinchas Steinberg, Michel Plasson y el compositor Cristóbal Halffter en diversos proyectos.
Ha sido miembro del jurado del Concurso Intercentros Yamaha-Hazen, de la Tribuna para Jóvenes Compositores e Intérpretes de la Fundación Sax Ensemble, de las Becas de Música de la Fundación de Música Ferrer-Salat y de las Becas Leonardo a Investigadores y Creadores Culturales de la Fundación BBVA.
Es Mecenas de instrumento de la Escuela Superior de Música Reina Sofía, profesor del curso internacional de dirección de orquesta «Antoni Ros Marbà» y director musical, patrón y profesor del curso de dirección de orquesta de la Fundación Sax Ensemble.