С.С. П’ятницький народився 15 березня 1905 року в с. Кочеток Чугуївського району в родині військового. Закінчивши у 1925 році лісовий факультет Харківського сільськогосподарського інституту, розпочав трудову діяльність як викладач лісового відділення Мерчанської агрошколи.
Початок наукової діяльності С.C. П’ятницького припав на час стажування, яке він проходив у 1925 році на Маріупольській лісовій дослідній станції під керівництвом Г. М. Висоцького. Його дослідження були присвячені створенню полезахисних лісосмуг на каштанових ґрунтах у Партизанському пункті в районі Куберле і Завітного. Саме Сергій Сергійович один із перших в Україні не лише експериментально довів позитивний вплив полезахисних смуг на врожайність сільськогосподарських культур, а й запропонував розрахунки кількісного впливу полезахисних смуг на прилеглі поля. Результати досліджень і узагальнення досвіду степового лісорозведення викладені у його роботах «Мiж лiсовими смугами у степу» (1928), «Насаждайте полезащитные лесные полосы» (1930), «К вопросу о пределах влияния полезащитных лесных полос» (1932), «Организация опытных работ по созданию полезащитных полос на темно-каштановых почвах» (1932), а також рекомендаціях зі створення полезахисних смуг у Степу, опублікованих у 30-ті роки минулого століття.
Уперше в історії лісокультурної справи в СРСР С.С. П’ятницький разом із П. В.Биковим, П. П.Кожевниковим і М. М. Дрюченком розробив схему типів лісових культур і агротехніку їх створення з урахуванням лісорослинних умов для Лісостепу України.
Одним із найважливіших напрямів досліджень С. С. П’ятницького у період з 1937 до 1960 рр. була міжвидова гібридизація. В результаті широкомасштабних експериментів зі штучних схрещувань було одержано жолуді у 34 варіантах. У наступні роки гібридні дуби було розмножено насінним і вегетативним шляхами. З їх потомств у різних лісорослинних умовах України створено дослідні культури. Подальші спостереження за гібридними рослинами та їх потомствами дали змогу виділити чотири кращі з них – Дуб Висоцького, Дуб Мічуріна, Дуб Тімірязєва, Дуб Комарова, які у 1993 році включено до державного Реєстру сортів рослин України.
Іншим не менш важливим напрямом розвитку лісової селекції, започаткованим С. С. П’ятницьким в Україні у 50-ті роки минулого століття, була розробка принципів елітного насінництва. У лісах України було проведено широкомасштабний відбір плюсових насаджень і плюсових дерев, та розпочато створення архівно-маточних, лісонасінних плантацій і випробних культур.
С. С. П’ятницький – один із засновників селекції лісових деревних порід у колишньому СРСР і школи лісових селекціонерів в Україні. Під його керівництвом було виконано і захищено 50 кандидатських і декілька докторських дисертацій.
З 1934 р. до кінця свого життя С. С. П’ятницький завідував відділом селекції у УкрНДІЛГА, і за сумісництвом – з 1949 р. кафедрою лісівництва та агролісомеліорації Харківського сільськогосподарського інституту ім. В. В. Докучаєва. При цьому у 1948–1949 і 1964–1967 роках він був заступником директора УкрНДІЛГА, а у сільськогосподарському інституті впродовж декількох років – деканом сільськогосподарського факультету.
У 1956 р. С. С. П’ятницького було обрано членом-кореспондентом ВАСГНІЛ, а в 1965 році йому присуджено звання заслуженого діяча науки України. Сергія Сергійовича було нагороджено орденом Трудового Червоного Прапора.
С. С. П’ятницький брав участь у Великій Вітчизняній війні, його було нагороджено медалями «За бойові заслуги», «За перемогу над Німеччиною у Великій Вітчизняній війні 1941–1945 рр.», «Двадцять років перемоги у Великій Вітчизняній війні 1941–1945 рр..
Помер С. С. П’ятницький 2 травня 1971 року.
Результати досліджень С. С. П’ятницького викладені у понад 100 наукових працях, серед яких найбільш вагомими є «Селекция дуба» (1954), «Вегетативний лес» (1963), «Практикум по лесной селекции» (1961), «Курс Дендрологии» (1960), «Теоретические основы агролесомелиорации и ее практическое значение в лесохозяйственном производстве» (1960). У співавторстві з П. П. Ізюмським опубліковано нарис «Леса Украинской ССР» у монографії «Леса СССР» (т. 3, 1966). Наукові роботи С. С. П’ятницького, його напрацювання та ідеї не втрачають актуальності донині. Дослідні об’єкти, створені під його керівництвом, широко використовуються у селекційних дослідженнях і мають продовження – отримані друге і третє покоління його гібридів.