Сергей Правдолюбов — сын священномученика Анатолия и брат священномученика Владимира и мученика Николая, родился в селе Маккавееве Касимовского уезда Рязанской губернии. В 1896 году шестилетний Сергей Правдолюбов перенес тяжелую болезнь, после которой почти совсем потерял слух. Врачи утверждали, что глухота останется на всю жизнь. В сентябре 1896 года отец Анатолий был в Чернигове на открытии мощей святителя Феодосия Черниговского. Он привез с собой небольшой плат и елей от мощей святителя. Плат возложил на голову больного ребенка, а елей капали в уши. Ребенок совершенно исцелился и всю жизнь прекрасно слышал.
С 1901 по 1905 год обучался в Касимовском духовном училище. Продолжил учебу в Рязанской духовной семинарии и Киевской духовной академии. В 1913 году женился, в семье родилось семь детей. Академию закончил в 1915 году со степенью кандидата богословия. В том же году поступил псаломщиком в Киеве.
В 1916 году возведен в сан протоиерея и переведен настоятелем в Троицкий собор слободы Кукарка и назначен благочинным первого округа Яранского уезда Вятской епархии, законоучителем девятиклассной женской гимназии, двух мужских средних училищ и председателем педагогического совета гимназии.
В 1923 году по просьбе своего отца переехал в город Касимов Рязанской епархии, где 8 сентября того же года был назначен настоятелем Троицкого храма. В городе проживало и служило много родственников: в Успенской церкви служил его отец протоиерей Анатолий Правдолюбов, в Казанском монастыре — брат, иерей Николай, в кладбищенской церкви всех святых — отец его жены, протоиерей Димитрий Федотьев; в окрестных селах служили дяди отца Сергия — протоиерей Михаил, протоиерей Феодор и иерей Александр Дмитревы.
Каждую неделю родственники собирались в доме отца Анатолия Правдолюбова. Когда в Касимов приехал отец Сергий, он стал постоянным участником этих встреч.
Отца Сергия ценили как необыкновенного проповедника, оратора, апологета не только священники, но и прихожане, собиравшиеся послушать его из других храмов города. В эти годы он произнес весьма пространный цикл проповедей под названием «Объяснение Божественной литургии». Сохранились очень подробные записи этих проповедей.
Протоиерею Сергию приходилось принимать участие и в публичных диспутах с атеистами, на которые собиралось множество народа. Благодаря сплоченности местного духовенства, в чем немалую роль сыграла твердость отца Сергия, обновленческий раскол, распространившийся тогда повсеместно, в Касимове успеха не имел.
В 1924 году вместе со своим отцом и братом Владимиром был в Москве на приеме у патриарха Тихона.
По смерти патриарха отец Сергий сохранял верность митрополиту Сергию и убеждал других в том, что верность ему сохранит Церковь от полного ее уничтожения.
В 1920-х годах неоднократно подвергался репрессиям со стороны советской власти.
В 1919/1920 году в Кукаркскую Слободу, пришел карательный отряд красноармейцев. Многих влиятельных людей города они расстреляли на месте, а когда подошли к дому отца Сергия в поисках «главного попа», он сам вышел к ним и сказал: «Это я». Ему не поверили, т.к. вид у священника был очень простой — лысина, маленькая бородка. Красноармейцы ответили ему: «Нет, ты не главный поп, ты — простой поп». Отец Сергий ответил: «Да, я простой священник». Каратели ушли, но отыскали престарелого заштатного протоиерея Алексия и расстреляли его. Отец Сергий всю жизнь молился за убиенного протоиерея Алексия. По другой версии каратели разбудив сторожа Троицкого собора, потребовали сказать, в каком доме живет «главный поп». Сторож показал не на дом настоятеля и благочинного, а на дом прежнего настоятеля, который был в преклонных летах и находился на покое, но для сторожа по многолетней привычке и был «главным попом». Старого священника разбудили, вывели из дома и тут же расстреляли.
Позже отца Сергия арестовали и продержали под стражей два с половиной месяца. Арестованных водили на работу и называли их «трудовым ополчением».
Во время этого ареста группу заключенных, в которую входил и отец Сергий, вывели в лес и приказали копать траншею. Все были уверены, что их расстреляют. Когда всё было готово, подошел состав с испорченной рыбой. Охранник приказал разгрузить четыре вагона тухлой рыбы и закопать в траншею. Люди, выполняя эту тяжелую работу, радовались и благодарили Бога за спасение.
В конце 1929 году отец Сергий был повторно арестован и приговорен к двум годам заключения, но, по многочисленным просьбам верующих, неожиданно к празднику Пасхи был освобожден.
В 1935 году был арестован в очередной раз и отправлен на Соловки. Вместе с ним было арестовано более десяти человек, среди которых были его сын Анатолий и двое братьев: священномученик Николай и мученик Владимир. Причиной ареста послужило составление иереем Николаем и Владимиром Анатольевичем жизнеописания всеми почитаемой Матроны Анемнясевской и двух местночтимых подвижников благочестия — царевича Иакова (XVII век) и Петра Отшельника (современника преподобного Серафима Саровского).
В Соловецком лагере отец Сергий провел пять лет в тяжелейших условиях. Крест исповедничества нес с большим достоинством, духовным опытом и смирением. Вместе с ним в тюремном заключении томились его сын и брат, иерей Николай. Владимира Анатольевича отправили в Карагандинский лагерь и там расстреляли.
Большой поддержкой на Соловках для Правдолюбовых было знакомство с священномучеником Аркадием (Остальским), с которым у них завязалась глубокая духовная дружба.
Несмотря на условия тюрьмы, у заключенных в те годы были возможности для общения, молитвы и даже богослужения. Сохранился Соловецкий антиминс, а у внука отца Сергия, протоиерея Сергия Правдолюбова, как драгоценная реликвия хранится соловецкая епитрахиль в виде простого полотенца, которую отцу Сергию прислали «с воли».
Сын протоиерея Сергия, протоиерей Анатолий, оставил свои воспоминания о годах заключения на Соловках, среди которых есть рассказы о чудесных событиях. Так по молитвам протоиерея Сергия его сын был спасен от неминуемой гибели: узникам, которых задержали на отдаленном островке до глубокой ночи на работах, пришлось добираться до главного острова в полной темноте. Поднялся сильный ветер, очертания островов исчезли во мраке, ветер быстро сносил лодку в открытое море. Неожиданно все увидели яркий свет, похожий на большой костер, разложенный на главном острове. Когда подошли к острову и вышли на берег, с удивлением обнаружили, что никакого огня на берегу не было. Только один отец Сергий стоял у воды и молился за людей, находившихся в море.
В другой раз протоиерей Сергий предупредил своего брата и сына об искушении от нечистого духа, охватившего всех, находящихся с ними рядом в лагерном бараке. Был также случай, когда отец Сергий запретил заключенному-узбеку заниматься гаданием, и тот вынужден был прекратить, т.к. у него после запрета не получалось гадать.
После освобождения из лагеря вернулся в Касимов. Существовал со своей семьей случайными требами, временным служением в том или ином храме, во время болезни штатных священников и тем, что работала его жена, помогая прокормить большую семью.
В августе 1942 года снова был отправлен в тюрьму на шесть месяцев. Ему ставилось в вину «нарушение правил светомаскировки в военное время», которых он не нарушал. В 1943 году был приглашён на освободившееся место в Никольскую церковь, но прослужил недолго, т.к был мобилизован на трудовой фронт и направлен в Малеево в качестве сторожа Малеевского карьера по добыче белого камня для строительства и других нужд.
Три года отец Сергий провел на каменоломнях. Все это время усердно изучал Добротолюбие, творения Святых отцов, а иногда ему удавалось совершать всенощные бдения, на которых пели такие же ссыльные, как и он, среди которых нашелся даже регент церковного хора. Здесь же, в каменоломнях, он написал свое Завещание, которое озаглавил: «Моим детям и внукам о том, как проводить посты и готовиться к исповеди и приобщению Святых Христовых Таин». По своему настроению это Завещание очень близко к святоотеческим творениям.
С весны по декабрь 1947 года был благочинным Спасского округа и настоятелем Вознесенской церкви города Спасск-Рязанский. В декабре 1947 года переведен в город Лебедянь, входивший в те годы в Рязанскую епархию, а на его место — благочинным и настоятелем — назначили его родного сына, протоиерея Анатолия. В Лебедяни служил в Преображенском храме.
Здоровье было подорвано в заключении, где он перенес инфаркт. В шестьдесят лет он выглядел восьмидесятилетним старцем.
Скончался 18 декабря 1950 года. Погребен в Лебедяни, у южной части алтаря Преображенского храма.
