После войны в течение 11 лет - с 1 февраля 1946 года по 10 ноября 1957 года - С. А. Тихомиров был главнымархитектором г. Липецка, потом 14 лет, до выхода на пенсию (1971), работал старшим архитектором вУправлении главного архитектора г. Липецка. В 1961-1963 годах ему снова пришлось исполнять обязанностиглавного архитектора города.

Под его руководством и при его участии в городе шло активное жилищное и гражданское строительство, вчастности, были построены комплекс административных и жилых зданий на пл. Ленина, террасы со стороныЛенинского (ныне Соборного) спуска к пруду, ансамбль зданий по улицам Ленина, Зегеля, Советской, Первомайской и др., стадион на пл. Коммунальной, здания драматического театра, Дома культуры строителей, Тракторного завода, заводов «Свободный сокол» и Студеновского рудоуправления, кинотеатр «Заря» (нынеуправление Липецко-Елецкой епархии), комплекс зданий институтов стали и сплавов и педагогического; незатопляемая дамба и мостовые переходы через реку Воронеж.

С. А. Тихомирову липчане обязаны обустройством канала реки Липовки (выложены стены, создана воднаяпристань, установлены фонтаны и скульптуры), преобразованием Нижнего парка, благоустройствомстремительно растущего города (асфальтирование улиц, озеленение, водоснабжение, канализация итеплофикация). Архитектор-фронтовик мечтал создать «город-сад», «новый Липецк – город, достойныйсталинской эпохи».

Среди сохранившихся наград С. А. Тихомирова - Почетная грамота управления по делам архитектуры приСовете министров РСФСР как автору проекта 4-хквартирного жилого дома, отмеченного на Всероссийскомконкурсе лучших жилых и гражданских зданий, выстроенных в городах РСФСР в 1948 году (1949), Почетныеграмоты Липецкого обкома КПСС, Облисполкома, Президиума облсовпрофа, Липецкого горкома ВКП(б).