Родился и учился Сергей в Киеве, занимался музыкой, пел в хоре. Однажды случайно попал на занятия по балету хореографа Брониславы Нижинской, и в этот момент его жизнь перевернулась. Мальчик с энтузиазмом начал занятия, несмотря на то, что педагог не видела в нем никакой перспективы. В 1922 году он принимает решение уехать из Советского Союза. Мать его благословила со словами: «Спасайся, сынок», — ведь они пережили тяжелые годы гражданской войны, и будущее молодого танцора выглядело весьма туманным. После отъезда он больше никогда не видел родителей, друзей и родственников.
Без визы и денег он пересекал границы, пытаясь уехать подальше от войны и разрухи. Впереди его ждал блистательный Париж. Он начал работать с большим упорством, пытаясь добиться встречи с известным хореографом-постановщиком Сергеем Дягилевым и доказать, что он способен на большее. Впервые они встретились в 1923 году, и 50-летний Сергей Петрович усмотрел в молодом юноше не только перспективного танцора.
Все знали об особом пристрастии великого хореографа, поэтому Серж долгое время сторонился Дягилева, но через некоторое время все изменилось. Он ответил взаимностью на ухаживания, и его карьера быстро продвинулась вверх: он становится ведущим танцором «Русских сезонов». Их отношения длились недолго, у Дягилева было много фаворитов, но, тем не менее, Лифарь почти всю свою жизнь с теплыми чувствами вспоминал своего учителя и любовника. В день смерти Дягилева Серж был рядом, горько рыдая, а впоследствии постоянно привозил свежие цветы на его могилу в Венеции. Много лет спустя он женился на графине Лилиан Аллефельд, а о чувствах своей молодости написал в автобиографической повести «Дягилев и с Дягилевым».
Его карьера развивалась настолько стремительно, что в возрасте 24 лет ему предложили танцевать, а через год и возглавить балетную труппу Гранд-Опера в Париже. Театр, в котором он проработал почти 30 лет, стал главным смыслом его жизни. Именно Лифарь возродил французский балет: провел реформы, пригласил много новых педагогов, и благодаря этому появилось новое поколение молодых танцоров. Под его руководством балетная труппа Гранд-Опера стала одной из самых лучших в мире.
Как вспоминали современники, он был он очень обаятельным, галантным, добродушным человеком, все восторгались его артистизмом и энергетикой. Кстати, сам Дягилев отмечал, что молодой Серж танцует как юный неудержимый ветер. Сильный физически, он вкладывал много страсти в свои выступления.
В 1939 году, с началом Второй мировой войны, Лифарь остался в оккупированном Париже, и тем самым сохранил всю балетную труппу. Театр продолжил работу, и это впоследствии породило слухи о сотрудничестве с нацистами, однако это никогда не было точно доказано. Французское Движение сопротивления в диаспоре обвинило его в коллаборационизме и даже приговорило к смертной казни, а французский суд запретил выступать. Он вынужден был эмигрировать, и возглавил «Новый балет Монте-Карло», но через несколько лет вернулся обратно в Париж.
Лифарь поставил около 200 спектаклей, написал 25 книг, основал Институт хореографии при Гранд-Опера, был награжден Орденом Почетного Легиона и Золотой балетной туфелькой. У него была способность открывать таланты, он воспитал 11 звезд мирового балета. Но так же много было завистников, которые хотели занять его место. Вокруг его имени часто плелись интриги.
Тоска по Родине тяжелым камнем лежала на его сердце. Он всю жизнь был человеком без гражданства и мечтал посетить родной город. В 1958 году планировались гастроли в Советском Союзе, и, казалось, его мечта сбудется. Но во время посадки в самолет полиция придралась к неправильно оформленным документам, и труппа улетела без него. Серж с горечью узнавал, что во время спектаклей его имя даже не упоминалось в афишах. В 1961 году он все-таки приехал в Советский Союз как почетный гость Первого международного конкурса молодых артистов балета в Москве. Тайно, под видом другого человека, танцор приезжает в Киев, чтобы посетить могилу родителей. Он сожалел, что на родине его не знают.
После окончания карьеры в балете, в возрасте 65 лет, Лифарь занимался живописью. В своих работах он продолжал тему танца и балета. В последние годы жизни был практически забыт и жил на скромную пенсию. Лишь когда пал «железный занавес», имя «бога танца» стало известно в России.