В 1941 году окончил среднюю школу 1 города Ливны. До октября 1941 года был бойцом истребительного батальона. В октябре 1941 призван в Красную армию и после начальной военной подготовки был направлен во вновь сформированный 65 Гвардейский миномётный дивизион. В августе 1942 года был тяжело ранен и больше года лежал в госпитале, где ему были вынуждены ампутировать правую руку. После госпиталя ему пришлось учиться делать всё одной левой рукой, а ранение в ногу заставило вновь учится ходить.

В 1943 году, преодолевая трудности, он поступил на Физический факультет Московского Государственного университета имени М. В. Ломоносова, который окончил в 1948 году.

Дальнейшая научная деятельность Сергея Ивановича Никольского в основном была связана с ФИАН - Физическим институтом имени П.Н. Лебедева Академии наук СССР (с 1992 года - Российской Академии наук).

Лауреат Ленинской премии;

Член-корреспондент Академии наук СССР(Российской Академии наук);

Доктор физико-математических наук;

Профессор МГУ;

Начальник Памирской и Тянь-Шаньской высокогорных астрофизических станций;

Директор Отделения «В";

Директор отделения ядерной физики и астрофизики Физического института имени П.Н. Лебедева Академии наук СССР (Российской Академии наук);

Награжден орденом Красной Звезды и медалью «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».