Первые книги Лукьяненко вышли на рубеже 1980-х — 1990-х годов. Официальный сайт писателя утверждает, что в первых произведениях Сергея Васильевича сильно чувствуется подражание Владиславу Крапивину и Роберту Хайнлайну, однако писатель довольно быстро перешёл к творчеству в собственном оригинальном стиле.
Литературное творчество начал примерно в 1986 году (часть ранних работ так и не была опубликована). Первый научно-фантастический рассказ «Нарушение» был опубликован в журнале «Заря» (Алма-Ата, 1988)[3]. Затем, в том же году, рассказ «За лесом, где подлый враг» издаётся в журнале «Уральский следопыт», благодаря чему впоследствии публикуется в Индии (в детском журнале «Junior Quest», Индия/АПН, № 10), затем в США[4], а сам автор получает возможность отправиться на семинар писателей-фантастов «Дубулты-89» и фестивали «Аэлита-89» и «Новокон-89». Там он знакомится со своим будущим соавтором Владимиром Васильевым и многими другими писателями-фантастами. В 1989 году в № 10 журнала «Изобретатель и рационализатор» опубликован рассказ «Выбор»[5].
В этом же году он начинает работу над своим первым романом «Рыцари Сорока Островов». Предыдущий роман «Приключения Стора» (в отличие от одноимённого цикла пародий) так и остаётся неопубликованным. Полностью роман закончен к 1990 году. К этому моменту автор является обладателем более десятка публикаций рассказов в журналах и сборниках, а также двух повестей, «Тринадцатый город» и «Пристань жёлтых кораблей», опубликованных в издательствах «Молодая гвардия» и «Уральский следопыт». Эти повести были переизданы только в 2006 году в издательстве «АСТ» в сборнике «Пристань жёлтых кораблей».
В феврале 1990 года знакомится со своей будущей женой; в сентябре того же года они поженились.
В 1992 году покупает себе пишущую машинку «Brother» и в течение недели пишет подряд три рассказа — «Фугу в мундире», «Слуга» и «Поезд в тёплый край». Через год они публикуются в журнале «Фантакрим-МЕГА», а впоследствии первые два получают престижные авторские премии «Интерпресскон» (1995, 1996)[6].
В конце 1992 года в петербургском издательстве «Terra Fantastica» выходит роман «Рыцари Сорока Островов» одновременно с первым авторским сборником, включающим в себя повести «Атомный сон» (авт. 1990) и «Восьмой цвет радуги» (авт. 1989). В следующем году на семинаре «Интерпресскон-93» знакомится с писателем-фантастом Юлием Буркиным и дарит ему первое издание своего романа.
В апреле 1993 года он получает свою первую авторскую премию «Старт» за лучший дебютный сборник «Атомный сон». После окончания института в 1992 году в течение одного года по ординатуре работает врачом-психиатром, после чего становится заместителем главного редактора журнала фантастики «Миры» при газете «Казахстанская правда», где, в частности, публикует свои рассказы «Почти весна» и «Фугу в мундире». Также ведёт отдел фантастики журнала «Заря» и состоит в редакции газеты «Мальвина».
Весной 1993 годаЮлий Буркин приезжает в Алма-Ату и устраивается работать в газету «Казахстанская правда». Встретившись с Сергеем, он предлагает ему написать в соавторстве повесть. Сергей соглашается, и уже через месяц готовая повесть получает название «Сегодня, мама!». Это помогает Сергею выйти из писательского кризиса и закончить повесть «Мальчик и тьма», поэтому он предлагает написать в соавторстве ещё одну повесть. Юлий соглашается, и повесть «Остров Русь» также оказывается готова чуть менее чем за месяц. Однако к этому времени Юлий вынужден уехать в Томск, поэтому над третьей повестью, «Царь, царевич, король, королевич», авторы работают по отдельности. Тем не менее, к 1994 году трилогия оказывается закончена, часть романа публикуется в газете «Вечерний Новосибирск» и получает поощрительную премию на фестивале «Белое Пятно-94».
В 1994 году выходит второй авторский сборник, включающий в себя весь цикл «Лорд с планеты Земля» и ряд рассказов. В конце 1994 года автор приобретает компьютер и, после непродолжительного писательского кризиса, связанного с увлечением компьютерными играми, пишет роман, взяв за основу названия рас и планет игры «Master of Orion». Первая часть дилогии «Линия грёз» оказывается закончена к апрелю, а вторая — «Императоры иллюзий» — к сентябрю 1995 года.
К тому моменту он успевает побывать на бесчисленном количестве конвентов, таких как «Интерпресскон-94», «Интерпресскон-95», «Белое Пятно-94», «Фанкон-95» и «Сибкон-95». В марте 1995 года на фестивале фантастики в Красноярске он получает жанровую премию «Странника» «Меч Руматы» за роман «Рыцари Сорока Островов», а в мае — премию «Интерпресскон-95» за рассказ «Фугу в мундире». С июня 1995 года автор получает возможность общаться в компьютерной сети Фидонет, где и публикует, в частности, ряд произведений, которые впоследствии издаются в сборниках, — «Восточная баллада о доблестном менте» и «Дюралевое небо».
Сразу же после окончания работы над дилогией, в октябре 1995 года, писатель начинает работу над романом «Осенние визиты». Одновременно с этим он пишет повесть «Неделя неудач» для будущего сборника по мотивам произведений Стругацких.
К марту 1996 года, закончив работу над романом в соответствии с договором издательства «Локид», он начинает писать два новых романа, сначала «Звёзды — холодные игрушки», а затем и «Лабиринт отражений». К этому времени, несмотря на задержку, выходят романы «Линия грёз» и «Императоры иллюзий», трилогия «Лорд с планеты земля», а также сборник ранней фантастики «Отложенное возмездие». После этого выходит сборник «Время учеников», в который вошла под названием «Временная суета» повесть «Неделя неудач».
К осени 1996 года автор заканчивает работу над «Лабиринтом отражений» и навсегда покидает Алма-Ату, переезжая на постоянное место жительства в Москву. Основными аргументами становятся близость к издательствам и слишком большие денежные затраты на многочисленные поездки в Россию. К концу 1996 года он заканчивает работу над романом «Звёзды — холодные игрушки» и сразу после переезда в Москву совместно с Ником Перумовым начинает работу над задуманным ещё во время общения в Фидонет романом под начальным названием «Мгновенья дня, мгновенья ночи».
Лукьяненко в 2001 году
В 1997 году он заключает контракт с издательствами АСТ и Terra Fantastica на публикацию двух своих новых книг в книжной серии «Звёздный Лабиринт». В июне в этой серии выходит «Лабиринт отражений», а в июле — «Звёзды — холодные игрушки». Тем временем в издательстве «Эксмо» выходит совместный роман соавторов, получивший название «Не время для драконов». В августе 1997 года он начинает работу над новым романом «Холодные берега», полностью закончив его к ноябрю этого же года.
В 1998 году вышел роман «Ночной Дозор», положивший начало новой серии («Дневной Дозор», «Сумеречный Дозор», «Последний Дозор», «Новый Дозор» и пр.) и получивший большую популярность в связи с экранизацией в 2004 году. В 2005 году вышел фильм «Дневной Дозор», который, несмотря на название, в основном основан на второй и третьей частях романа «Ночной Дозор» и только частично на романе «Дневной Дозор». В обоих фильмах Лукьяненко выступил в качестве автора сценария.
В ноябре 2008 года писатель принял участие в телеигре «Что? Где? Когда?» в составе команды Валдиса Пельша и верно ответил на вопрос о фильме «Назад в будущее», благодаря чему его команда одержала победу[7].
В январе 2010 года журнал «Эксперт» составил рейтинг десяти лучших российских писателей, в котором Лукьяненко разделил с Александром Кабаковым и Борисом Акуниным 5—7-е места. Журнал выставил писателям оценки по семи параметрам: «Премии», «Признание экспертов», «Тиражи», «Наличие фанатов», «Публичность», «Наличие экранизаций», «Репутация», и в сумме Лукьяненко, так же, как Кабаков и Акунин, набрал 26 баллов, причём за премии Лукьяненко получил один балл (журнал ошибочно посчитал, что в его активе нет ни одной премии), в итоге отставая на 5 баллов от победителя — Виктора Пелевина — и на 3 балла от занявшей второе место Людмилы Улицкой[8].
Лукьяненко в 2017 году
С января 2010 года ведёт авторскую колонку в интернет-газете «Взгляд»[9].
С декабря 2010 года работал над очередным романом из «дозоровского» цикла — «Новый Дозор», который был опубликован в 2012 году.
В 2011 году вместе с соавтором Владимиром Васильевым принимает участие в телепроекте «Город чудес, или Новогодний дозор», вольной новогодней интерпретации «Дозоров» на Украинском телевидении.
В настоящее время постоянно проживает в Москве с семьёй[3].
Весной 2014 года в беседе с корреспондентом газеты «Аргументы и факты» Сергей Лукьяненко, рассуждая по поводу современной политической ситуации в России и вокруг неё, заявил: «Надо строить свою страну, свой мир, а не дёргаться в стороны, теряя идентичность и самоуважение. Ведь русский мир — особый, не „Запад“ и не „Восток“, а симбиоз лучшего и полезного. Делающий упор на безопасность и справедливость. Сила в правде — это всегда было основой русского мировоззрения»[19].
В своих блогах на LiveJournal сначала под никнеймом dr_livsy, а с июля 2008 года под никнеймом dr_piliulkin. 29 сентября 2006 он написал, что считает необходимым «Вбомбить Грузию в каменный век. Бомбить, пока граждане сами не выдадут России Сукушвили»[20].
Известный своими антиукраинскими убеждениями, отрицает право на существование Украины как отдельного государства, утверждает что «Киев и вся Украина — это часть единой великой России».
В феврале 2022 года подписал «Обращение писателей России по поводу специальной операции нашей армии в Донбассе и на территории Украины» в поддержку специальной военной операции на Украине[21].
19 октября 2022 года внесён в санкционный список Украины.
Лукьяненко держит домашних животных (йоркширского терьера Бусю и её потомство)[15]; на кончину собаки он написал рассказ «Последняя ночь колдуна»[22]. Коллекционирует фигурки мышей[23].
В интервью газете «Взгляд» от 6 апреля 2010 года Лукьяненко заявил, что вместе с Мариной и Сергеем Дяченко работает над сценарием многосерийного фильма по повести «Кредо», добавив, что сам пригласил их поучаствовать в проекте.
С 16 июля 2003 года[25] Лукьяненко вёл жж-блог doctor_livsy, ставший одним из самых популярных русскоязычных блогов. По словам автора, он взял псевдоним «Доктор Ливси» потому, что очень любит этого персонажа, а также потому, что сам является доктором по профессии[26].
Однако 11 июля 2008 он опубликовал эмоциональный пост, озаглавленный «Про чудесную страну Америку», содержавший призывы к введению запрета на вывоз российских детей за границу с целью усыновления[27]. Пост вызвал резкую критику многих посетителей ЖЖ. В тот же день Лукьяненко объявил о закрытии журнала doctor_livsy, после чего создал журнал dr_piliulkin[28].
В августе 2011 года, в связи с частыми перебоями в работе Живого Журнала, Лукьяненко завёл стэндалон blog.lukianenko.ru[29] и вёл его до ноября 2011 года. Заметки из него транслировались в журнал dr_piliulkin. Писатель снова вёл дневник в ЖЖ под именем dr_piliulkin по 4.04.2017.
4 апреля 2017 года Лукьяненко удалил блоги doctor-livsy и dr_piliulkin в знак несогласия с изменениями в пользовательском соглашении.