В 1985 году окончил Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова по специальности «Физиология». По окончании университета начал работу в Институте биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН. где прошел путь от стажера-исследователя да зав. отделом и зам. директора института.
В 1994 году защитил кандидатскую диссертацию, в 1999 году – докторскую по теме «Селективная супрессия полимеразной цепной реакции – новый подход к анализу структуры и экспрессии сложных геномов».
С 8 августа 2016 г. Сергей Анатольевич Лукьянов утвержден в должности ректора РНИМУ им. Н.И. Пирогова.
Сергей Лукьянов — ведущий специалист в области исследования флуоресцентных белков и разработки методов анализа структуры и функции сложных геномов.
В 90-е годы С. Лукьяновым был открыт эффект селективной супрессии полимеразной цепной реакции. На основании этого открытия был разработан целый ряд новых молекулярно-генетических методов, которые широко используются в молекулярной биологии и генной инженерии.
За время научной деятельности Лукьяновым опубликовано более 170 статей в рецензируемых международных журналах. Он является автором 20 российских и зарубежных патентов.
