Сергій народився 7 вересня 1975 року в селі Гаї Сумської області. Закінчив Харківський національний технічний університет сільського господарства імені П. Василенка. У 2000 – 2006 роках працював у виправній колонії №56 в селі Перехрестівка: був начальником цеху, а згодом – головним інженером. Під час служби здобув звання капітана. У 2007 році переїхав до Харкова, де продовжив працювати головним інженером у виправній колонії. Захоплювався риболовлею та читав дуже багато книг.
Початок повномасштабної війни чоловік зустрів у Харкові. Він постійно допомагав сусідам і знайомим. А одного разу потрапив під обстріл і зазнав поранення в ногу. Сергій не сказав про це рідним, натомість вирішив долучитися до ЗСУ. Спочатку не зміг пройти медкомісію через травму, але у грудні 2022-го таки приєднався до команди Харківського медичного шпиталю. Відтоді Сергій постійно їздив по польових госпіталях, куди з лінії фронту евакуювали поранених і загиблих військових.
Від жовтня 2024 року Серж служив у 122-му батальйоні 113-ї окремої бригади територіальної оборони. Був бойовим медиком і стрільцем.
«Він був порядною людиною, найкращим, готовим допомогти завжди в усьому, – розповіла рідна сестра загиблого Олена. – Для працівників госпіталю це була велика втрата друга, побратима, товариша і помічника. «Сергій був не просто людиною, Сергій був Чоловічищем, найкращим», – сказала в госпіталі старша медсестра».
Посмертно Сергія Ніколайчука нагородили орденом «За мужність» III ступеня.
Поховали захисника в рідному селі.
У нього залишились мати, дружина, сестра та дві племінниці.
