Сергей Сергеевич Михайлов родился в 1919 г. в Новгородской области. В 1937 г. поступает на лечебный факультет 1-го Ленинградского медицинского института им. И.П. Павлова, откуда в 1939 г. переводится на открытый при институте военно-морской факультет, реорганизованный в 1940 г. в Военно-морскую медицинскую академию. В 1941 досочно выпускается и служит врачом в воинской части, принимая участие в обороне Ленинграда.

После окончания войны, в 1947 г. после сдачи конкурсных экзаменов С.С. Михайлова зачисляют адъюнктом кафедры топографической анатомии и оперативной хирургии Военно-морской медицинской академии, а в 1949 г. переводят адъюнктом той же кафедры Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. В 1950 г. он защищает диссертацию на соискание ученой степени кандидата медицинских наук на тему: «Различия внутриствольного строения нервов верхней конечности», опубликованную в монографии А.Н. Максименкова «Внутриствольное строение периферических нервов» (1963), удостоенную АМН СССР почетной премии им. В.Н. Шевкуненко за 1968 г. В 1959 г. С.С. Михайлов успешно защищает докторскую диссертацию на тему «Артерио-венозные сонно-пещеристые аневризмы». В этой работе Сергей Сергеевич показал, что рефлексы пещеристого синуса твердой оболочки и сонокаратидной зоны составляют механизм сохранения постоянства циркуляции крови в головном мозге. Им установлены также рефлекторные влияния на кровоснабжение с барорецепторов некоторых венозных пазух.

В 1959 г. С.С. Михайлов демобилизуется из армии в звании полковника медицинской службы и решением коллегии МЗ СССР направляется ректором Оренбургского медицинского института. Там раскрылись его способности как организатора науки и научного руководителя. В институте была открыта очная аспирантура, совет по защите кандидатских диссертаций, межкафедральные научные лаборатории. Одновременно профессор С.С. Михайлов заведует кафедрой топографической анатомии и оперативной хирургии. Был выполнен большой цикл работ по иннервации венозного русла головного мозга, были проделаны экспериментальные хирургические исследования по пластике и протезированию магистральных вен.

Летом 1963 г. Сергея Сергеевича назначают начальником ГУУЗа Минздрава РСФСР, затем с 1968 по 1970 г. он избирается председателем Ученого совета Минздрава РСФСР, был членом ВАК при Совете Министров СССР, ответственным редактором отдела АГЭ БМЭ, председателем номенклатурной комиссии по анатомии АМН СССР, членом редакционной коллегии журнала «Архив АГЭ», членом редакционного совета «Вестника хирургии».

С 1964 г. по 1992 г. С.С. Михайлов заведует кафедрой нормальной анатомии ММСИ. Кафедра анатомии человека ММСИ, возглавляемая С.С. Михайловым, буквально преобразилась. На кафедре были созданы морфологическая, гистологическая и рентгено-морфологическая лаборатории. Проведена реконструкция помещения, создан уникальный музей, насчитывающий более 150 натуральных анатомических препаратов. Исследования на кафедре велись по трем направлениям: стоматологическая анатомия, изучение сердечно-сосудистой системы, функциональная анатомия пищеварительного тракта. Профессору С.С. Михайлову за главы «Хирургическая анатомия сердца», «Хирургическая анатомия перикарда» в руководстве «Хирургическая анатомия груди» под редакция профессора Максименкова была присуждена почетная премия АМН СССР им. Н.Н. Бурденко; как соавтор руководства «Хирургическая анатомия живота» (1972), где им была написана глава «Хирургическая анатомия желудка», была присуждена почетная премия АМН СССР им. В.Н. Шевкуненко. С.С. Михайлов – пионер внедрения программированного обучения в высших учебных медицинских заведениях, им были проведены 3 учебно-методические конференции по программированному обучению в медицинских вузах России.

Всего профессором С.С. Михайловым опубликовано 250 научных работ, в том числе 8 монографий, под его руководством защищено 10 докторских и 45 кандидатских диссертаций. С.С. Михайлов имеет более 20 государственных наград.