Российский химик, академик (с 1932 г.). Родился в г. Люблине. Окончил Петербургский университет (1900 г.). В 1900-1902 гг. работал на Петербургском жировом заводе (ныне завод им. Л. Я. Карпова) и в Институте инженеров путей сообщения.

В 1902-1904 гг. - в Петербургском университете, в 1904-1906 гг. - на военной службе в Новоалександрии. В 1906-1916 гг. - вновь в Петербургском университете в лаборатории А. Е. Фаворского, одновременно в 1915 г. - профессор Женского педагогического института.

С 1916 г. - профессор Военно-медицинской академии в Петрограде и одновременно руководитель организованной им в 1925 г. лаборатории нефти в Ленинградском университете, преобразованной затем в лабораторию синтетического каучука, руководителем которой он оставался до конца жизни.

Основные научные исследования посвящены полимеризации, изомеризации и гидрогенизации непредельных соединений. Впервые исследовал (1908-1913 гг.) кинетику и механизм термической полимеризации диеновых углеводородов ряда дивинила и аллена, установил условия раздельного получения циклических димеров ряда циклогексана, с одной стороны, и полимеров, с другой; определил зависимость полимеризации от структуры исходных углеводородов. Впервые получил (1910 г.) образец синтетического бутадиенового каучука. Его книга "Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов" (1913 г.) впоследствии стала научной основой промышленного синтеза каучука. С 1914 г. начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в основу современных промышленных методов получения бутилкаучука и полиизобутилена.

Разработал (1926-1928 гг.) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинк-алюминиевом катализаторе. Получил (1928 г.) синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. На основе этого каучука разработал (1930 г.) методы получения резины и резинотехнических изделий.

С 1932 г. по способу Лебедева в СССР начала создаваться впервые в мире промышленность синтетического каучука. Осуществил (1930-е гг.) цикл исследований в области гидрогенизации этиленовых углеводородов, установил зависимость скорости присоединения водорода по двойной связи от величины, природы и местоположения заместителей в молекуле этилена. Разработал способы получения из нефтяных фракций загустителей смазочных масел, используемых в производстве высоковязких смазок для авиационных двигателей.

Всесоюзному НИИ синтетического каучука присвоено (1945 г.) имя С. В. Лебедева