В Красной Армии с 1931г.

Окончил военную авиационную школу.

Указом Президиума ВС СССР от 22 февраля 1939г. старший лейтенант Быков был награжден орденом Красного Знамени.

Воевал в составе 745 бомбардировочного авиаполка.

В 1943г. штурман эскадрильи 39 ближне-бомбардировочного авиаполка 202 бомбардировочной авиадивизии.

С 10 марта части 202 бомбардировочной авиадивизии поддерживали действия наземных частей на правом берегу р.Северный Донец в районах Изюм и Банковский. 

12 марта 1943г. экипаж: командир звена лейтенант Мильченко Дмитрий Семенович, штурман эскадрильи капитан Быков Сергей Михайлович, воздушный стрелок-радист старший сержант Букин Павел Иванович- не вернулся с боевого задания.