Родился в селе Бобровка в семье летчика. В 1978 году окончил Алтайский политехнический институт.
В 1983 году начинает работать в барнаульском горисполкоме; в 1985—1987 годах — заместитель Владимира Баварина.
В 1991 году Баварин назначает Сытых главой администрации Центрального района Барнаула. На этой должности он проработал 14 лет. За все это время в районе каждый год проводилась чистка газонов, было открыто около 120 школ, 10 поликлиник, множество продовольственных магазинов.
В 2005 году назначен председателем ЦИК Алтайского края. Сергей Леонидович дважды избирался депутатом Алтайского краевого Законодательного собрания.
5 марта 2009 года Сергей Сытых скончался у себя дома от отравления угарным газом. Вместе с ним погибла его жена и теща.
Похоронили Сытых 7 марта 2009 года на Черницком кладбище.