Родился 2 3 н о я б р я (6 д е к а б р я) 1 9 1 3 г о д а в селе Дурасовка Стерликамского уезда Уфимской губернии, в семье служащих. Окончил Барнаульский сельхозтехникум. Работал инструктором по силосованию кормов и агрономом в Хакасии. В 1939 году окончил гидромелиоративный факультет Омского сельскохозяйственного института. Во время Великой Отечественной войны был старшим гидрологом Гидрометеослужбы Сибирского военного округа на Салехарде, руководил гидрографической экспедицией. В 1949 году получил степень кандидата технических наук. С 1946 по 1955 год заведовал кафедрой мелиорации Омского сельскохозяйственного института. С 1955 по 1964 год был старшим научным сотрудником Западно-Сибирского филиала Академии наук СССР (Новосибирск). В 1964 году, после публикации повести «На Иртыше», сделавшей его известным писателем, С. Залыгин переехал на постоянное место жительства в Москву. Преподавал в Литературном институте им. А.М. Горького. Неоднократно избирался членом правления и секретарем Союза писателей СССР и РСФСР. С 1986 по 1998 год С. Залыгин возглавлял «Новый мир». В этот период журнал публикует «Архипелаг ГУЛАГ» А. Солженицина, «Доктор Живаго» Б. Пастернака, острые экологические и публицистические материалы, в том числе и самого С. Залыгина. С 1989 по 1991 год С. Залыгин — Народный депутат СССР. Академик Российской академии наук. Лауреат Государственной премии СССР. Герой Социалистического Труда.
Литературную деятельность С. Залыгин начал во второй половине 1930-х годов. Публиковался в журналах «Сибирские огни», «Новый мир», «Дружба народов», «Октябрь» и др. В 1941 году в Омске вышла первая книга С. Залыгина «Рассказы». Автор книг «Северные рассказы» (1947), «На большую землю» (1953), «В наши годы» (1956), «Красный клевер» (1961), «Тропы Алтая» (1962), «На Иртыше» (1964), «Соленая Падь» (1968), «Мой Чехов» (1969), «Интервью у самого себя» (1970), «Комиссия» (1975), «После бури» (1986) и др., изданных в Омске, Новосибирске и Москве. Член Союза писателей СССР.
Как художник С. Залыгин начинал с романтики Севера. Но круг его творческих интересов куда более широк и обширен. С. Залыгина занимали противоречивые процессы коллективизации и жизнь послевоенного села, партизанская республика в колчаковском тылу и проблемы сохранения природы, одна из форм крестьянского самоуправления во времена Гражданской войны в Сибири и нэп, злободневные вопросы семьи и брака в современных условиях и тайны творчества гениев мировой литератуы — Гоголя, Чехова… Современность и история, новаторство и традиция — вот полюса, в «магнитном поле» которых развивалось творчество этого писателя. Магистральной для С. Залыгина стала тема социально-психологической и политической эволюции русского человека на важнейшем историческом переломе, вызванном Октябрьской революцией. Этой темой объединены три главных романа С. Залыгина — «Соленая Падь» (1967), «Комиссия» (1975), «После бури» (1982 — 1986), представляющие собой художественно-психологические хроники сибирской истории в период революционной ломки.
Романы С. Залыгина переведены более чем на тридцать иностранных языков, вошли в программы средних школ и вузов. В них автор особенно ярко раскрывается как художник-новатор. В «Соленой Пади» С. Залыгин отказался от традиционного для литературы о Гражданской войне изображения противостояния красных и белых и сосредоточил внимание на конфликте внутри одного лагеря — партизанского (командарм Мещеряков против комиссара Брусенкова), что расширяло представление о сложности Гражданской войны и народной психологии. А говоря о Лесной Комиссии как символе народовластия, С. Залыгин показывает трагическую обреченность этой, по существу, правовой утопии, которая уничтожается жестоким ходом истории. Творчество С. Залыгина проникнуто высокой гражданственностью и страстной публицистичностью. В личности С. Залыгина органично сочетались «поэт и гражданин». С. Залыгин внес серьезный вклад в русскую литературу второй половины XX столетия. Умер 9 а п р е л я 2 0 0 0 г о д а в Москве.
Сочинения: Собр. соч. в 6 т. — М., 1989 — 1991.
Литература: Яновский Н. Сергей Залыгин: Очерк творчества. — Кемерово, 1965; Колесникова Г. Сергей Залыгин. — М., 1969; Теракопян Л. Сергей Залыгин. — М., 1973; Нуйкин. А. Зрелость художника: Очерк творчества Сергея Залыгина. — М., 1984; Дедков И. Страницы жизни, страницы творчества. — М., 1985; Горшенин А. Сергей Залыгин. (Лит. портрет). — Новосибирск, 1986; Николаев П. Залыгин Сергей Павлович. / Русские писатели. XX век. Биобиблиог. словарь в 2 т. — М., 1998. Т. 1.