Внебрачный сын вельможи екатерининского времени сенатора Л. А. Яковлева, Сергей Львович Левицкий родился в Москве в 1819 году и по настоянию родителей окончил в 1839 году юридический факультет университета, хотя больше интересовался естественными науками. По окончании университета служил в Петербурге в канцелярии министра внутренних дел графа А. Г. Строганова.
Первые сведения о дагеротипии привлекли его внимание и он стал знакомиться с этой новинкой.
В 1843 году по делам службы Левицкий едет на Кавказ. Там он снимает ландшафтные дагерротипы, отбирает несколько лучших и отправляет в Париж. На выставке его работы получают медаль — первую в мировой истории медаль, присужденную за фотографию. После этого в 1844 он бросает службу и целиком посвящает себя фотографии.
В 1845 году Левицкий отправляется в Европу с целью детально изучить премудрости фотографии. В Риме он делает первый из дошедших до нас в репродукциях дагерротип, на котором ему удалось запечатлеть Н.В. Гоголя в кругу русских художников, живших в ту пору в Риме. В Париже он встречается с Дагерром, который был уже наслышан о талантливом русском фотографе и принял его весьма радушно. В 1850 году Сергей Львович возвращается в Петербург и 22 октября того же года открывает дагерротипную мастерскую под названием «Светопись». К нему быстро приходит слава фотографа-портретиста.
В 1851 году он получает золотую медаль на выставке в Париже за свои портреты. А с 1852 года Левицкий стал работать для высочайшего двора. Он впервые снял в Зимнем дворце дагерротипным способом Императора Николая Павловича и Императрицу Александру Федоровну; по этим снимкам Левицкого и были воспроизведены литографским способом портреты Их Величеств, разошедшиеся по всей России.
Левицкий был не только талантливым фотографом, но новатором и изобретателем. Он первый применил меха от гармошки в конструкции фотоаппарата, существенно усовершенствовав процесс наводки на резкость; первым начал изображать на одной фотографии человека в разных позах и даже в разной одежде (например, объект съемки играет на фортепьяно и сам же слушает). Левицкий также одним из первых фотографов в Европе ввел декоративные сменные фоны, первым предложил использовать электрический свет совместно с естественным освещением, утверждая (и доказывая на практике), что умелое их сочетание позволяет создавать интересные эффекты. Кроме того, именно Левицкий предложил ретушировать негативы для уничтожения или уменьшения технических недостатков.
В 1856 году фотографировал мокроколлодионным способом коронацию Александра II в Москве. В середине 1850-х годов в ателье, ставшим называться «Светопись Левицкого», он работал с помощниками — В. И. Флейхгаузом, затем с А. И. Шпаковским. Ателье приобрело широкую известность в столице, в нём были увековечены многие деятели русской культуры. В 1857 году Левицкий создал «Коллекцию портретов русских литераторов», небольшой тираж которой поступил в продажу.
В 1858 году Левицкий уезжает в Париж. Там он организует фотографический салон, который пользовался большой популярностью. Пожалуй, самая знаменитая его работа парижского периода — фотография сидящего в кресле А.И. Герцена.
В 1859 г. С. Л. Левицкий переехал в Париж и настолько обратил там на себя внимание своими работами, что удостоился звания фотографа Императора Наполеона III.
В начале 1865 года Левицкий приглашен в Ниццу для фотосъемки портретов жены царя Александра II и его старшего сына, которые проходили там курс лечения. Работой Левицкого императрица осталась довольна, но вероятно упрекнула, что он живет за границей, так как фотограф спешно ликвидировал ателье в Париже и летом того же года окончательно вернулся в Петербург.
Вернувшись в 1867 году в Россию, Левицкий занялся общественной деятельностью. Был одним из учредителей первого русского фотографического общества, постоянно принимал участие в организации отечественных и международных фотовыставок, делал сообщения о важнейших новостях в фотографической технике, писал статьи для журнала «Фотограф».
В 1877 году отец и сын (Рафаил Сергеевич Левицкий) получили звание придворных мастеров, а их ателье стало называться «Фотографы Их Императорских Величеств „Левицкий и сын“»; в 1890—1894 годы по желанию Александра III для Левицкого был построен образцовый «фотографический дом» на Казанской улице, д. 3, рядом с Казанским собором.
Левицкий был награждён многими иностранными и русскими орденами и медалями; неоднократно получал высшие премии на международных фотовыставках.
Умер Сергей Львович в 1898 году, посвятив фотографии — светописи как ее тогда называли в России — более полувека.
После смерти Сергея Львовича Левицкого, дело продолжал его сын Рафаил Сергеевич , но в 1912 году фирма «Левицкий и сын» закрылась, а через два года умер и Рафаил Левицкий. Коллекция портретов, составлявшая по отзывам современников более 6000 снимков, не сохранилась. Работы фирмы Левицких, рассеянные по различным хранилищам, включаются в разнообразные фонды, поэтому их поиск сильно затруднен.
