Сергей Лихачев блистал в советском теннисе с конца пятидесятых годов. Он пятнадцатикратный чемпион СССР в мужском и смешанном разрядах, трехкратный чемпион Европы среди любителей в парном разряде. Его титулы и награды можно перечислять долго.
Длительное время он выступал в составе сборной Советского Союза. Свой последний матч за национальную команду он провёл в 1973 году, установив так и не побитый рекорд советской сборной — 24 победы в парном разряде. На следующий год он в последний раз стал чемпионом СССР.
После окончания игровой карьеры Сергей Лихачёв занимался тренерской работой. Он преподавал в бакинском клубе «Лечи», позже стал тренером сборной Азербайджана и вторым тренером сборной СССР в Кубке Дэвиса. В 1991 году был откомандирован Федерацией тенниса СССР в Португалию, где проработал несколько лет.