Впервые Сергей Тихонов появился на экранах в роли Вождя краснокожих Джонни Дорсета в киноальманахе Леонида Гайдая «Деловые люди». До встречи с Серёжей Леонид Иович предполагал, что неугомонного мальчишку в его фильме сыграет миниатюрная актриса Надежда Румянцева, но на пробах был совершенно очарован живостью и непосредственностью Тихонова.

— Актёр он был великолепный, от Бога. И заводила настоящий, — говорил о мальчике режиссёр Евгений Шерстобитов.Ведь у нас снималось множество мальчишек, а заводилой был даже не исполнитель роли Кибальчиша Серёжа Остапенко, а именно он, краснопресненский московский Плохиш. Он ребят и купаться таскал, и розыгрыши всякие устраивал, на месте вообще не сидел. И работать с ним было легко. Мы когда пригласили на картину Мартинсона, а это уже была звезда союзной величины, он сначала сомневался, но потом посмотрел материал, познакомился с Серёжей, с которым ему предстояло играть основные сцены (помните: «А пряник медовый дашь? А два дашь? А теперь халву гони, а то ничего не скажу...»), и согласился. И они с Серёжей стали чуть ли не друзьями».

Последний раз Сергей появился на экранах в 1967 году в подростковой мелодраме «Дубравка», где также сыграл персонажа отрицательного — дворового хулигана по кличке Утюг.

 

Ранняя смерть
Именитые режиссёры прочили Тихонову блестящую карьеру: уже в «Дубравке» видно, как детскую непосредственность в нём сменяет вдумчивая работа над ролью. Тем не менее, юный актёр не стал поступать в театральные вузы. Некоторые источники указывают, что Сергей Михайлович провалился при попытке сдать экзамены во ВГИК, но реальность оказалась прозаичнее: Тихонов просто не подавал туда документы.

Тихонова так же приглашали на кастинг фильма «У озера», но режиссеру он не подошел по типажу. А потом юного артиста призвали на службу в армию.
Затем он работал в конструкторском бюро «Мотор» простым токарем. 21 апреля 1972 года Сергей скончался на 22-м году жизни, попав под трамвай. После смерти актёра стали ходить слухи, что Тихонов увлёкся азартными играми и ставками на ипподроме и под трамвай попал не без чьей-то помощи.

— Мне рассказывали, что он связался с какой-то шпаной и то ли сам попал под трамвай, то ли его толкнули, — вспоминал Евгений Шерстобитов. — За всем этим стояла какая-то тёмная история. Меня предупредили тогда, чтобы я особо не расспрашивал ни у кого о Серёже.


 

Евгений Шерстобитов, снявшего «Мальчиша»:
- "...Сережа? Так он давно уже умер. Точнее, погиб. Он после меня снялся только в одном ещё фильме в Одессе и вскоре после этого погиб. В 1971 году. Мне рассказывали, что он связался с какой-то нехорошей компанией и то ли сам попал под трамвай, то ли его толкнули, история тут неясная. Меня предупредили тогда, чтобы я особо не расспрашивал ни у кого об этом, слишком уж темная история. А актёр он был великолепный, от Бога. И заводила настоящий".
Местоположение могилы неизвестно, так что банку варенья и пачку печенья отнести некуда...

Вдова Леонида Гайдая Нина Гребешкова: - «Вы знаете, я вам про Серёжу ничего рассказать не могу. Я знаю только, что он погиб где-то в конце шестидесятых. Если бы Леонид Иович был жив, он бы вам многое рассказал, как он с ним работал, как роль вытягивал. Вообще он его любил. Сначала ведь на роль Джонни планировали Румянцеву, но, когда Гайдай увидел Серёжу, он сразу решил, что Вождя Краснокожих будет играть именно он. И Леонид Иович был очень расстроен, когда узнал, что Серёжа так нелепо погиб».