Su hermano mayor, Nikolái Vavílov (1887-1943) fue un famoso genetista ruso.Sin embargo el hijo mayor, Nikolái, se dedicó a la genética botánica,[3] y el menor, Serguéi, ingresó en la Universidad de Moscú en 1909,[4] donde estudió física y matemáticas.En segundo año ingresó en el laboratorio de Piotr Lébedev (1866-1912),[3] Vavílov fundó la escuela soviética de la óptica física, y es reconocido por sus trabajos en luminiscencia.Desde 1932, fue miembro de la Academia de Ciencias de la Unión Soviética, entre 1934 y 1951 fue director del Instituto de Física Lébedev, jefe de redacción de la Gran enciclopedia soviética, desde 1946 fue miembro del Soviet Supremo y recibió cuatro premios Stalin (1943, 1946, 1951 y 1952).[6] Escribió sobre la vida y obra de grandes científicos como Lucrecio (de quien tradujo De rerum Natura del latín al ruso), Galileo Galilei, Piotr Lébedev, Grimaldi, el óptico y físico italiano Francesco Grimaldi (1618-1663), Christiaan Huygens, Michael Faraday, Albert Michelson, Isaac Newton (de quien tradujo la Óptica y Clases sobre óptica del inglés al ruso), Leonhard Euler, Mijaíl Lomonósov, Mijaíl Lázarev, entre otros.
Fotografía de los años 1940, cuando Serguéi Vavílov (izda.) era presidente de la Academia de Ciencias Soviética; aquí con el académico
Aleksandr Lébedev
(al centro) y un colaborador más joven (dcha.).
El rompehielos
Akadémik Serguéi Vavílov
(1988) en 2006.
La medalla Stalin como la que recibió Vavílov en cuatro oportunidades.