Советский авиационный конструктор. Член-корреспондент Академии наук СССР, генерал-майор инженерно-авиационной службы, четырежды лауреат Сталинской премии, дважды Герой Социалистического Труда. Родился в Смоленске в еврейской семье. Отец — Алтер Ильич Лавочкин, меламед; мать Гита Савельевна — домохозяйка.

В 1917 году стал золотым медалистом, затем пошёл в армию. Сначала служил в пограничной дивизии рядовым. В 1920 году начал учёбу в Московском высшем техническом училище (сейчас МГТУ им. Баумана). По завершении получил квалификацию инженера-аэромеханика В 1939—40 годах под руководством Горбунова В. П. в ОКБ-301 (город Химки Московской области) был одним из инициаторов и участников создания советского современного самолёта-истребителя ЛаГГ-3 из дельта-древесины.

Вместе с Горбуновым В. П. и Гудковым М. И. в 1939 году получил служебное звание — главный конструктор по самолётостроению. Ряд последующих моделей этого самолёта — Ла-5, Ла-7 и различные их модификации, созданные уже в ОКБ-21 под руководством Лавочкина в городе Горьком (назначен начальником ОКБ 23 ноября 1940 года), обнаружили высокие боевые качества и сыграли важную роль в ходе Великой Отечественной войны.

Удостоен Сталинской премии первой степени в 1941 году вместе с Горбуновым В. П. и Гудковым М. И. за создание истребителя ЛаГГ-3 по итогам 1940 года. В 1943 году удостоен звания Героя Социалистического Труда и стал Лауреатом Сталинской премии первой степени за создание истребителя Ла-5. В октябре 1945 года после возвращения из города Горького назначен начальником ОКБ-301 в городе Химки Московской области (ныне ФГУП «Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина»).

В 1946 году за Ла-7 удостоен Сталинской премии второй степени. В 1948 году за создание новых типов самолётов удостоен Сталинской премии первой степени. После войны Семён Алексеевич работал над созданием реактивных самолётов. В его ОКБ-301, были разработаны серийный (Ла-15) и многие опытные реактивные истребители.

В 1954 году начинает работу над межконтинентальной сверхзвуковой крылатой ракетой «Буря» (руководитель работ — Н. С. Черняков). В 1956 году присвоено служебное звание — Генеральный конструктор по самолётостроению. С 1942 года — генерал-майор инженерно-технической службы, с 1958 года — член-корреспондент АН СССР. Ему дважды присваивалось звание Героя Социалистического Труда, четырежды присуждалась Сталинская премия, он награждён многими орденами и медалями. Был избран депутатом Верховного совета СССР третьего-пятого созывов, член КПСС с 1953 года.

Умер от последствий острой сердечной недостаточности на полигоне Сары-Шаган 9 июня 1960 года при испытании системы ПВО «Даль». Похоронен на Новодевичьем кладбище.