Родился 11 сентября 1900г. в Смоленске. С юных лет мечтал о самолетах. Об этой любви Лавочкина знали и в полку, где он служил во время Гражданской войны. И когда в 1920г. была объявлена мобилизация авиаспециалистов в промышленность, командование отправило его на учебу в МВТУ им. Баумана. После защиты дипломного проекта в 1927г. Лавочкин попал в КБ Ришара, затем в Бюро новых конструкций (БНК). После закрытия бюро Семена Алексеевича перевели в ЦКБ, в бригаду В.А. Чижевского. Затем Туполев пригласил его работать в Главное управление авиационной промышленности (ГУАП). В 1939 г. Лавочкин становится главным конструктором по самолетостроению.
В 1940г. совместно с М.И. Гудковым и В.П. Горбуновым он представил на испытания истребитель ЛаГГ-1 (И-22), который после доработок был запущен в серийное производство под наименованием ЛаГГ-3 (И-301). При их разработке Лавочкин впервые в СССР использовал новый особо прочный материал – дельта-древесину. С началом войны понадобились самолеты с более мощными двигателями. Лавочкин создал и такие, переделав ЛаГГ-3 под двигатель Шаврова, разработал конструкции самолетов Ла-5, Ла-5Ф, Ла5ФН и Ла-7. Эти машины стали одними из лучших самолетов Второй мировой войны.
В послевоенные годы под руководством Лавочкина были созданы несколько моделей реактивных серийных и экспериментальных истребителей, в том числе Ла-160 – первый отечественный самолет со стреловидным крылом и Ла-176, который впервые в СССР 26 декабря 1948г. достиг скорости полета, равной скорости звука. Истребитель Ла-15, выпущенный малой серией (500 машин), стал последним серийным самолетом Лавочкина.
Большинство словарей и энциклопедий описывают заслуги Семена Алексеевича только в авиации. Его деятельность по созданию ракет для систем противовоздушной (ПВО) и противоракетной обороны (ПРО), а также крылатых ракет была засекречена. Ракеты Лавочкина использовались в системах С-25 и С-75 двух колец круговой противовоздушной обороны Москвы.
Межконтинентальной ракете Р-7 гененерального конструктора Королева Лавочкин противопоставил самолет-снаряд «Буря» (крылатая ракета) с высокими по тем временам характеристиками – скоростью свыше 3000 км в час на высоте 20 км. Комплекс состоял из самолета-матки с двумя ракетными двигателями и крылатой ракеты, корпус которой был выполнен из ранее неиспользуемого в авиации жаропрочного титана. Самолет с крылатой ракетой «Буря» взлетал вертикально, как ракета.
Впоследствии Лавочкиным была создана система ПВО «Даль».
Семен Алексеевич Лавочкин скончался от инфаркта прямо на полигоне 9 июня 1960г. В декабре 1960г. в ОКБ Лавочкина была закрыта работа над всепогодным перехватчиком Ла-250 “Анаконда” и МКР “Буря”, а само КБ было передано Министерству машиностроения.
Только спустя несколько лет имя С.А. Лавочкина было присвоено научно-производственному объединению, образованному на базе ОКБ, и улицам в Москве, Липецке и Смоленске. В Москве на доме, где жил Семен Алексеевич, установлена мемориальная доска (ул. Горького 19). Похоронен на Новодевичьем кладбище. На его могиле воздвигнут гранитный памятник с изображением взметнувшегося в небо самолета. С.А. Лавочкину дважды присваивалось звание Героя Социалистического Труда (1943, 1956), четырежды присуждалась Сталинская премия (1941, 1943, 1946, 1948). Он награжден многими орденами и медалями. Был избран депутатом Верховного совета СССР 3-5 созывов (1950-1958).