С.Тужилков родился 22 сентября 1919 года в деревне Будьково, Ярославской области. С 1928 года семья жила в Москве. Сергей окончил школу ФЗУ и аэроклуб. Работал простым токарем на заводе.
Службу в армии начал с 1939 года: он окончил Борисоглебскую военную авиационную школу лётчиков. После училища получил назначение в строевую часть ВВС.
Участник Великой Отечественной войны с самого начала - с июня 1941 года. В небе Лениграда С.Тужилков совершил шесть боевых вылетов как лётчик-истребитель и сбил 4 самолёта противника в составе группы.
Осенью 1941 года С.Тужилков был назначен на должность командира звена 65-го штурмового авиационного полка, который дислоцировался на Центральном аэродроме в Москве. Участвовал в обороне Москвы, произвёл 40 боевых вылетов. Был ранен в бою.
После тяжёлого ранения С.Тужилков возвратился из госпиталя в свою часть и получил новое назначение. В конце 1942 года он сражался на Кубани, затем в Белоруссии и Польше. Летом 1944 года С.Тужилков по направлению окончил Высшие офицерские курсы штурманов ВВС и был назначен штурманом 189-го гвардейского штурмового авиационного полка.
С.Тужилков к марту 1945 года совершил уже 110 боевых вылетов на штурмовку скоплений войск врага.
После окончания войны гвардии капитан Сергей Васильевич Тужилков продолжил службу в строевых частях ВВС, а в 1955 году С.В.Тужилков был уволен в запас в звании майора.
После увольнения в запас С.В.Тужилков проживал в Москве. Герой войны Сергей Васильевич Тужилков умер 25 января 1982 года и был Похоронен в закрытом колумбарии Ваганьковского кладбища в Москве.
Награды героя: Награждён двумя орденами Ленина, орденами Красного Знамени, Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды, медалями, польскими орденом и серебряной медалью.