Сергей Тихомиров — сын купца второй гильдии. Образование получил в церковноприходской школе, а затем по примеру отца стал купцом. В 1910 году, когда ему было 45 лет, переехал с Арбата на Большую Дорогомиловскую улицу, где поселился напротив Богоявленского храма, став с этого времени его постоянным прихожанином.
Во время изъятия ценностей из Богоявленского храма перед ним собралась большая толпа. В информационной сводке за 5 апреля 1922 года о событиях, касающихся изъятия ценностей из Богоявленского храма, сотрудник ГПУ написал: «Собралась толпа около пяти тысяч человек, все время увеличивающаяся, настроенная очень возбужденно, и бесчинствует: бросаются камнями в красноармейцев, задерживают проезжающих в автомобилях, проверяют документы и ищут коммунистов — таким образом был избит один коммунист. Толпой избито в кровь несколько красноармейцев, при операции убит один курсант. Толпа загнала комиссию вместе с красноармейцами в церковь. Из собравшейся массы слышатся выкрики, что они винтовок и револьверов не боятся... Приняты меры к срочной присылке на места кавалерии».
Однако на следующий день ГПУ признало, что оно давало ложные сведения: «Картина событий не вполне соответствовала действительности и была представлена в более сгущенном виде. Прежде всего собравшаяся здесь толпа, возбужденное настроение которой вылилось в некоторые эксцессы по отношению к отряду красноармейцев, охраняющих порядок, в действительности не достигала тех громадных размеров... как это было указано вчера, а была значительно меньше. Что касается сообщения об убийстве курсанта, то таковое сообщение также неправильно: в действительности он был лишь сильно ушиблен кирпичом в руку, причем выронил винтовку».
Сергей Тихомиров во время этих событий не выходил на улицу, находясь в своей лавке напротив храма, но все же был арестован и препровожден в тюрьму вместе с другими. На допросе следователь задал ему всего лишь один вопрос:
— В каком месте вы принимали участие в избиении красноармейцев?
— Никакого участия в избиении красноармейцев я не принимал.
На этом следствие по его делу было закончено, а когда дело стало разбираться в трибунале, то не нашлось ни одного красноармейца, который подтвердил бы это обвинение, и судьи не решились публично его допрашивать, опасаясь, что любые вопросы могут выявить его полную непричастность к делу.
В последнем слове Сергей Тихомиров сказал: «Я не могу себя признать виновным; меня увели четыре агента... я вовсе там не был».
В заключении Троцкого по ходатайству о возможном смягчении приговора говорится: «по обстоятельствам дела и по характеру личности данных в сторону смягчения не имеется... Тихомиров Сергей, активный черносотенец, непосредственно принимавший участие в кровопролитии, избивший камнем по голове красноармейца, находившегося при исполнении служебных обязанностей».
8 мая 1922 года решением трибунала был приговорен к расстрелу. 18 мая политбюро утвердило предложение Троцкого — расстрелять 5 человек из 11-ти, ранее приговоренных к расстрелу. Протоиереи Василий Соколов, Христофор Надеждин, Александр Заозерский, иеромонах Макарий (Телегин) и мирянин Сергей Тихомиров остались приговоренными к расстрелу. После утверждения приговора заключенных перевели в камеру смертников, где они пребывали до своей мученической кончины.
Расстрелян 26 мая 1922 года в Москве. Могильщики рассказывали, что тела казненных были привезены на Калитниковское кладбище и здесь захоронены.
