Сергей Сергеевич родился  1 сентября (по некоторым данным – в апреле)  1921 года в деревне Сатыгино  (сегодня - в зоне затопления Вышневолоцкого водохранилища в Тверской области). В 1938 году окончил 8 классов школы в городе Вышний Волочёк. С  1940 года служил в рядах Красной армии. Год спустя окончил Батайскую военную авиационную школу лётчиков.

С Июля 1941 года в составе 73-й истребительной авиационной дивизии. С февраля 1942 года С.С. Иванов находился на фронтах Великой Отечественной войны: воевал на Южном фронте в составе 590-го истребительного авиаполка. В марте 1942 года Сергей Сергеевич был сбит на вражеской территории, после чего в течение нескольких дней пробирался обратно к своим.

Летом 1942 года лётчики 590-го ИАП, в котором сражался и С.С.Иванов, на И-16 и И-15бис в оборонительных боях в Донбассе и на Кавказе летали до изнеможения. Полк понёс большие потери, и оставшийся лётный состав был отправлен на переформирование. Лётчики, летавшие до этого на И-16, остались в 590-м иап, а пилотов "Чаек" направили на переучивание на Ил-2 во вновь сформированный 590-й шап. Так Сергей Сергеевич стал лётчиком - штурмовиком. В Феврале 1943 года его полк был преобразован в 43-й Гвардейский шап, а в конце мая, закончив обучение, вылетел на фронт. В полку запомнили его мастерскую посадку на полном газу, изумившую даже бывалых лётчиков. С.С. Иванов настойчиво стремится попасть в истребительную авиацию и добивается своего в конце 1943 года.

К марту 1944 года заместитель командира и штурман эскадрильи 101-го Гвардейского истребительного авиационного полка  (329-я истребительная авиационная дивизия, 4-я Воздушная армия, Закавказский фронт) Гвардии лейтенант С. С. Иванов совершил 126 боевых вылетов, провёл 36 воздушных боёв, в которых лично сбил 19 самолётов противника.

Слава о бесстрашном лётчике - истребителе Сергее Иванове разносится по всем фронтам. В газетах так оценивались слагаемые успеха и боевой почерк лётчика: "Высокое лётное мастерство. Неожиданные, стремительные и настойчивые атаки. Внезапность нападения, всегда атакует противника первым, решительно и упорно доводит свои атаки до конца, открывая губительный огонь с предельно малых дистанций. Умеет быстро и грамотно оценивать воздушную обстановку. Присуща военная хитрость и умение ввести противника в заблуждение". За мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, С.С. Иванов был удостоен звания Героя Советского Союза.

Значительно увеличить свой боевой счёт Сергею Сергеевичу не довелось. Он довёл число лично сбитых самолётов до 21, а число боевых вылетов до 200. Но судьба распорядилась иначе.

    В начале апреля 1944 года их полк перелетел на недавно освобождённый аэродром близ станицы Вышестеблиевской. О дальнейших событиях рассказывает ветеран 101-го Гвардейского авиаполка Борис Степанович Дементеев:  "12 Апреля 1944 года. Нам привезли обед на окраину аэродрома. Пока мы собрались - лётчики, техники, - уже стало темнеть. Группа лётчиков пошла через аэродром к столовой, часть – в обход. Шли группой. Вдруг мы услышали взрыв, кто-то задел немецкую мину - "лягушку", 7 человек было ранено. Лётчик Воробьёв умер, а Овечкину отрезали ногу. Иванов также оказался с тяжёлым ранением в краснодарском госпитале".

Из госпиталя Сергей Сергеевич вышел инвалидом. Началась гангрена. Ногу врачам удалось спасти, но половину ступни отрезали. Нога часто его не слушалась - её внезапно сводила судорога. Он приезжал в полк, потом снова ложился в госпиталь. Лётчику предложили штабную работу, а по окончании войны 25-летнего капитана уволили в запас.

Но и в этой героической биографии присутствует «ложка дегтя», о которой рассказывали сослуживцы Сергея Сергеевича.  Он сильно выпивал. Даже во время боевой работы у него были запои, а летать надо. Бывало и так, что выпьет 150 грамм и летит в бой. По окончании войны он как-то  был проездом в Москве. Хотели его товарищи на учёбу пристроить, но он учиться не захотел. Поехал к своим родителям в Вышний Волочок. Вскоре один из ветеранов разузнал о судьбе С.С. Иванова следующее: некоторое время в своем родном городе он занимал руководящий пост, но по причине алкогольной зависимости, с должности был снят. Некоторое время сидел без работы, а его отец был снабженцем, складом заведовал. Вот С.С. Иванов и подговорил ребят - магазин ограбить. Ребят поймали, а ему, как организатору, дали срок (10 лет), после чего лишили звания Героя. Выпустили по амнистии, вскоре после смерти И.В. Сталина.

С середины 1950 годов, после отбытия срока наказания, С.С. Иванов живёт в городе Ржев, работает электриком. Там же познакомился с супругой, Марией. Они поженились в 1958 году.

Жизнь фронтовика оборвал нелепый случай. В тот сентябрьский вечер (28 числа 1961 года) Сергей Сергеевич с женой возвращался с работы. Ходил он медленно из-за ноги и отправил жену вперёд, домой. Сам с сумками, нагруженными купленными продуктами, потихоньку стал перебираться через железнодорожные пути станции Ржев-II. Как назло, когда кирзовый сапог попал в стрелку и застрял там, у него судорогой свело раненую на фронте ногу. Снять сапог он сам не смог. В это время задним ходом двигался маневровый состав. Машинист заметил человека под колёсами, когда поезд уже прошёл... Пока пострадавшего довезли до больницы, он потерял много крови. Перед кончиной был в сознании, говорил жене: "Всё кончено, Машенька, я уцелел на войне, а здесь такая глупая смерть, жалко умирать, держись в этой жизни, моя дорогая".

Похоронили Сергея Сергеевича Иванова на старообрядческом кладбище Ржева. Номер захоронения 1761.

Судя по воспоминаниям близких людей, знавших его лично, был он по жизни человеком с обострённым чувством справедливости, часто становился на защиту любого, пусть даже незнакомого человека. С близкими, знакомыми по работе был вежлив и предупредителен. Имел врождённое чувство интеллигентности, никогда близкие не слышали от него бранного слова.

Награждён орденами: Ленина  (1944), Красного Знамени   (1944), Отечественной войны 1-й степени  (1945), Красной Звезды   (1942); медалями.