Сергей Левицкий был внебрачным сыном сенатора Л.А. Яковлева. После окончания юридического факультета Московского университета (1839) Левицкий жил в Петербурге, служил в министерстве внутренних дел, участвовал в составе правительственной комиссии по изучению состава и лечебных свойств минеральных вод на Кавказе. Фотографией он начал заниматься с начала 1840-х годов, учился у Ю.Ф. Фрицше. На Кавказе Левицкий фотографировал объективом, сделанным парижским оптиком Шевалье. Часть дагерротипов, сделанных С.Л. Левицким попала к Шевалье, который выставил их на Парижской выставке как рекламу своих объективов. Фотографии получили на выставке золотую медаль. Это была первая в истории награда за фотографические произведения. В 1840-х годах Левицкий в Париже совершенствовал свои знания по фотографии под руководством Л.Ж.М. Дагера. В 1847 году для удобства наведения на фокус С.Л. Левицкий сконструировал фотокамеру с мехами. В начале 1850-х годов он вернулся в Россию, открыл фотоателье «Светопись» в Петербурге, создал галерею выразительных портретов русских писателей и общественных деятелей: Н.А. Некрасова, И.С. Тургенева, И.А. Гончарова, В.А. Соллогуба, Ф.И. Тютчева, П.А. Вяземского, В.П. Боткина, И.И. Панаева, П.В. Анненкова, Д.В. Григоровича, А.И. Герцена, С.Г. Волконского. В 1856 году он создал групповой портрет русских писателей, авторов журнала «Современник». В 1858-1867 годах С.Л. Левицкий жил в Париже, где открыл фотоателье в Париже; стал придворным фотографом императора Франции, затем вернулся на родину. Он фотографировал представителей четырех поколений династии Романовых, в 1877 году получил звание «фотографа их императорских величеств». С.Л. Левицкий одним из первых стал применять съемку при вольтовой дуге, при электрическом освещении, использовать бромжелатиновые пластинки, предложил для наведения на резкость пользоваться мехом русской гармошки; начал применять сменный фон для декорации, ретушировал негативы, использовал фотомонтаж.