Родился в октябре 1903 года в с. Протопоновка Александрийского района Кировоградской области в семье священника. Закончил духовную семинарию в г. Одессе.
В 1922 году поступил в Херсонский сельскохозяйственный институт, который закончил в 1925 г. По окончании института работал в Окрземуправлении г. Херсона.
В 1930 году был назначен заведующим отделом агрометрологии хлопчатобумажной станции.
В 1938 году, защитив диссертацию, стал кандидатом сельскохозяйственных наук.
В 1939 году был избран по конкурсу на должность доцента кафедры физиологии растений Херсонского сельскохозяйственного института, на которой работал до оккупации г. Херсона немецкими войсками.
В период оккупации вступил в подпольную группу исследовательской станции, которая вошла в большую подпольную организацию «Центр».
В мае 1944 года, после освобождения Херсона, вернулся в сельскохозяйственный институт, где и работал до пенсии.
В 1949 году защитил докторскую диссертацию. В 1951 утверждено звание профессора.
Деятельность Сергея Дмитриевича связана с развитием оросительного земледелия, с разработкой его теоретических и практических основ, подготовкой научно-педагогических кадров для сельского хозяйства.
Им подготовлено 9 докторов и 36 кандидатов сельскохозяйственных наук, создано новое направление в оросительном земледелии. Его достижения в научных исследованиях известны широкому кругу специалистов.
Сергеем Дмитриевичем издано 175 печатных работ, в том числе учебники для студентов сельскохозяйственных институтов.
С 1969 года постоянно избирался депутатом городского совета народных депутатов, где работал в постоянной комиссии по вопросам сельского хозяйства.
Лысогоров С. Д. награжден орденом Ленина, орденом Трудового Красного Знамени, орденом Отечественной войны, многими медалями, ему присвоено звание «Заслуженного работника высшей школы СССР».
Умер С.Д. Лысогоров 25 мая 1994 года.
Ученый совет Херсонского сельскохозяйственного института установил стипендию имени профессора С. Д. Лысогорова. Открыта мемориальная лекционная аудитория с выставкой работ ученого.
Звание “Почетного гражданина города Херсона” присвоено решением IV сессий Херсонского городского совета депутатов трудящихся XI созыва №49 от 31 октября 1967 года за активное участие в борьбе против фашистских захватчиков и многолетнюю самоотверженную работу по развитию отечественной науки.
