Родился 25.10.1914 в деревне Лыхино ныне Даровского района Кировской области в семье крестьянина. Русский. Окончил н/среднюю школу. Работал делопроизводителем в пожарном депо лесозавода, сельсовете. В армии с 1936. Окончил Оренбургскую военную авиационную школу летчиков и летчиков-наблюдателей в 1937 г.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941. Штурман эскадрильи 742-го отдельного разведывательного авиационного полка (14-я воздушная армия, Волховский фронт) капитан Лыхин к концу февраля 1944 совершил 165 боевых вылетов на разведку войск противника, лично уничтожил 4 самолета, сфотографировал площадь в 3500 кв. км, обнаружил 25 действующих аэродромов, большое число железнодорожных эшелонов, группировок войск и техники противника. Звание Героя Советского Союза присвоено 01.07.1944.
В 1947 окончил Краснодарскую высшую офицерскую школу штурманов. С 1958 подполковник Лыхин - в запасе. Награжден орденом Ленина, тремя орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1 степени, Красной Звезды, медалями. Жил в Краснодаре. Работал в издательстве "Советская Кубань". Умер 06.12.1972.
Имя Сергея увековечено на Аллее Славы в городе Киров. В Краснодаре, на улице Янковского, на доме № 88 установлена мемориальная доска.
