В 1941 году Сергей был призван в армию. Прошел курс военной подготовки в запасном полку, а потом получил назначение в Одесское военное пехотное училище имени К. Е. Ворошилова, находившееся в то время в Уральске. По окончании его был направлен на Воронежский фронт в качестве командира взвода автоматчиков 491-го стрелкового полка, 169-й стрелковой дивизии.

  В свой первый бой повел автоматчиков в период проведения наступательной операции 40-й армии из района Монастырщенка — Придача на город Воронеж. Трудным был этот путь. Река Воронеж и ее пойма хорошо просматривались с колоколен и крыш многоэтажных домов. Немецкая артиллерия вела прицельный огонь по переправам, над ними часто появлялись бомбардировщики. Водный рубеж взвод преодолел ночью вброд. Впереди была деревня Чижовка. Наступление на нее началось утром 15 сентября. В 5 часов 40 минут прогрохотал первый залп «катюш». В течение 55 минут орудия и минометы обстреливали позиции противника. Авиация нанесла удары по переднему краю и тыловым объектам врага. Взвод наступал в направлении дома школы связи. Это был один из узловых пунктов в боях за Чижовку. Здание много раз переходило из рук в руки. Первый бой запомнился на всю жизнь. Командир взвода вместе со всеми падал, прятался за бугры, стрелял, вскакивал и опять бежал... Когда, подбежал к разбитому дому, оттуда неожиданно полетели гранаты. Взрывы их оглушили успевшего упасть лейтенанта. Девять горячих дней длился этот бой. Правда, конца боя он не увидел, потому что был ранен и оказался в госпитале.

Второе свое направление на фронт вновь получил в то время, когда часть, в которую он направлялся, готовилась в наступление. В составе 138-го гвардейского стрелкового полка, входившего в войска Юго-Западного фронта, принимал участие в боях по освобождению Харькова, Полтавы, Миргорода. 5 сентября 1943 года он был вторично ранен и только в марте 1945 года смог вернуться на фронт. И опять был назначен командиром стрелкового взвода теперь уже 1105-го стрелкового полка, 328-й стрелковой дивизии, которая входила в состав 47-й армии Первого Белорусского фронта.

  В наступательных боях за город Врицен 18.04.1945 проявил смелость и инициативу в бою: несмотря на сильное огневое сопротивление противника  сумел первым ворваться в город и выйти на западную окраину города, захватил высотку и подготовил огнем атаку во фланг противнику, где уничтожил 35 немцев, было разбито гранатами и фаустпатронами 2 ДЗОТа с легким перекрытием, подбито 3 орудия и захвачено 4 ручных пулемета, которые тут же были направлены в сторону противника. В трудный момент боя сам взял ручной пулемет и метким огнем расстреливал гитлеровцев, при этом уничтожил до 15 немцев, что обеспечило успешное продвижение роты. Взвод Лукичёва, преодолев упорное сопротивление противника, в числе первых подразделений дивизии встретился с передовыми частями 4-й гвардейской танковой армии Первого Украинского фронта в районе Потсдама, завершив окружение Берлина. Орден Красной Звезды и медаль «За взятие Берлина» получил за эти операции офицер Лукичёв.

И в послевоенные годы его боевые подвиги были отмечены наградами. Он был награжден вторым орденом Красной Звезды, медалями «За боевые заслуги» и «За безупречную службу» первой степени, орденом Отечественной войны I степени.

  Всю жизнь посвятил службе в армии. Даже уйдя в запас в 1965 году, майор Сергей Семёнович Лукичёв продолжал службу уже в качестве старшего помощника начальника отделения горвоенкомата города Череповца. За службу в мирное время также получил много благодарностей и почетных грамот.