Сергей Лукьянов окончил Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова в 1985 году по специальности «физиология». После выпуска начал работать в Институте биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, где прошел путь от стажера-исследователя до заведующего отделом и заместителя директора.
В 1994 году защитил кандидатскую диссертацию, в 1999 году – докторскую на тему «Селективная супрессия полимеразной цепной реакции – новый подход к анализу структуры и экспрессии сложных геномов». В 2003 году он стал членом-корреспондентом Российской академии наук, в 2011 году – академиком РАН. В 2012-2013 годах занимал должность помощника министра здравоохранения РФ.
В РНИМУ им. Н.И. Пирогова Сергей Лукьянов начал работать в 2010 году в качестве профессора. В 2013 году он стал проректором по критическим биомедицинским технологиям, в августе 2016 года был утвержден ректором университета. В 2021 году его переизбрали на второй срок, в мае 2026 года – на третий.
В июне 2026 года РНИМУ стал первым медицинским вузом, присоединившимся к пилотному проекту по изменению уровней профессионального образования, предусматривающему переход к новой структуре подготовки кадров, включающей базовое, специализированное и профессиональное высшее образование. В ходе проекта вузы-участники займутся разработкой образовательных стандартов для базового и специализированного высшего образования, а также требований к программам аспирантуры. Кроме того, им предстоит определить оптимальные сроки обучения.



