1903 — Получает от университета заграничную командировку для участия в трудах V Международного конгресса по прикладной химии в Берлине.

1904 — Призывается в армию и проходит службу в Белевском полку в городе Ново-Александрии (ныне город Пулавы Польской Народной Республики).

1905, 11 мая — Женится на А. П. Остроумовой.

Осень. Переводится для прохождения военной службы в С.-Петербург на Охтинский пороховой завод.

1906 — Получает заграничную командировку от университета и работает в Париже в институте Пастера у профессора Этара, а затем в Сорбонне у профессора Анри.

Осень. Начинает в С.-Петербургском университете исследования в области полимеризации непредельных соединений. Международное жюри на выставке железнодорожного дела в Милане присуждает авторскому коллективу, в том числе С. В. Лебедеву, золотую медаль за исследование рельсовой стали.

1907 — С. Лебедев начинает предварительные исследования по полимеризации бромистого винила и стирола. Принимает участие в работе бюро по организации и проведению 1-го Менделеевского съезда по общей и прикладной химии.

1908–1912 — Работает помощником делопроизводителя Русского физико-химического общества.

1908, 11 декабря — На заседании химического отделения Русского физико-химического общества делает сообщение о скоростях полимеризации эфиров акриловой кислоты. Начинает исследования по полимеризации двуэтиленовых углеводородов с сопряженной системой двойных связей (изопрен и диизопропенил).

1909 — Начинает исследования по изучению строения полимерных форм непредельных углеводородов методом озонирования. Начинает исследования по полимеризации алленовых углеводородов.

3 декабря — На заседании химического отделения Русского физико-химического общества делает первое сообщение о полимеризации двуэтиленовых углеводородов (изопрена и ди-изопропенила).

30 декабря — на XII съезде русских естествоиспытателей и врачей выступает с докладом «Полимеризация двуэтиленовых углеводородов».

— С. Лебедев впервые в мире изучает полимеризацию дивинила и получает каучукоподобный полимер дивинила.

— Сдает магистерские экзамены.

1912, декабрь — Заканчивает написание монографии «Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов».

1912–1919 — Заведует химической частью завода «Нефтегаз» («Блаугаз»).

1913, 11 февраля — Подает в С.-Петербургский университет магистерскую диссертацию на предмет ее защиты.

7 апреля — Защищает диссертацию на степень магистра химии на тему «Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов». Оппонентами по диссертации выступают А. Е. Фаворский, В. Е. Тищенко и Л. И. Чугаев.

Утвержден приват-доцентом Петербургского университета (проработал в нем до 1930 года, последняя должность — профессор).

Сентябрь — Начинает читать лекции в Психоневрологическом институте, профессором которого был с 1913 по 1917 год по кафедре органической химии.

Октябрь — Читает в Петербургском университете курс «Развитие и современное состояние учения о валентности».

1913–1914 — Проводит исследование по полимеризации и деполимеризации циклогексадиена, дициклопентадиена и три-циклодекана (совместно с А. Ф. Добрянским).

1914 — Читает лекции по химии в Институте инженеров путей сообщения. Проводит исследование амиленов, содержащихся в нефтяных фракциях. Академия наук присуждает С. В. Лебедеву большую премию в 1000 рублей и почетную золотую медаль за работы «Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов» и «Полимеризация как способ обнаружения алленовой группы». Начинает исследования в области полимеризации ацетиленовых углеводородов.

1914–1917 — Проводит исследование по получению ароматических углеводородов из нефти и организует в Баку завод по получению из нефти бензола, толуола, ксилолов и нафталина.

1915 — С. Лебедев — профессор Женского педагогического института в Петрограде (ныне Педагогический институт имени Герцена) по кафедре химии (занимал эту должность до 1922 года). Начинает исследования по полимеризации этиленовых углеводородов над флоридином. За работы по получению толуола из нефти отмечен премией.

1916—12 ноября — Читает первую лекцию в Военно-медицинской академии на тему «Состояние вопроса о химической структуре хлорофилла и пигментов крови».

1916–1917 — Принимает непосредственное участие в организации в Баку завода по ароматизации нефти путем ее пиролиза.

4 марта — Утвержден экстраординарным профессором Военно-медицинской академии по кафедре химии.

сентябрь — Принимает участие в работе комиссии по вопросам синтеза каучука при химическом отделе ВСНХ.

1921 — Избирается вице-президентом Русского физико-химического общества. Начинает исследования по каталитической гидрогенизации непредельных соединений.

1922–1928 — Проводит исследования по полимеризации, изомеризации, диспропорционированию непредельных углеводородов под влиянием природных алюмосиликатов (флоридина), по действию флоридина на галоидзамещенные предельные углеводороды и пинен, по адсорбционной способности силикатов и глин, по дегидратации спиртов и по пирогенетическому разложению нефти и ее фракций с целью получения дивинила.

1925, 15 января — Утвержден руководителем специальности «Химия нефти» по разделу органической химии Ленинградского государственного университета (руководил этой специальностью до 1929 года). Утвержден руководителем лаборатории нефти и каменного угля Ленинградского государственного университета.

1926 — С. В. Лебедев с группой своих учеников и сотрудников в лаборатории общей химии Военно-медицинской академии и лаборатории нефти Ленинградского государственного университета начинает работы для конкурса на наилучший способ получения искусственного (синтетического) каучука.

28 декабря — Направляет в Москву материалы на конкурс с описанием предложенного и разработанного им способа получения каучука и образец каучука весом 2 килограмма.

21 мая — Президиум ВСНХ СССР утвердил премирование С. В. Лебедева за представленный им на конкурс способ получения синтетического каучука.

31 января — Избран членом-корреспондентом Академии наук СССР.

1929–1930— С. Лебедев — директор лаборатории синтетического каучука Резинотреста при Ленинградском государственном университете.

1930–1934 — С. Лебедев — директор научно-исследовательской лаборатории Опытного завода литер «Б» синтетического каучука в Ленинграде.

1930, январь — Выступает с докладом о синтетическом каучуке на Ленинградской областной конференции по вопросам химической промышленности.

Февраль — Проводит опыты по низкотемпературной полимеризации изобутилена над флоридином.

Май — Получение первой тонны дивинила по методу С. В. Лебедева на опытной станции.

Сентябрь — Комитет по химизации народного хозяйства при Совете Народных Комиссаров СССР присуждает С. В. Лебедеву первую премию Ф. Э. Дзержинского за лучшие научно-исследовательские работы по химии (гидрогенизация непредельных соединений).

Декабрь — С. Лебедев руководит пуском Опытного завода по получению синтетического каучука.

1931, 13 января — Изготовлена первая шина из каучука, полученного по способу С. В. Лебедева (полимеризация дивинила для получения каучука проведена в лабораторных условиях).

15 февраля — На Опытном заводе выгружен первый блок синтетического каучука, полученного по способу С. В. Лебедева.

13 марта — С. Лебедев выступает с докладом «О синтетическом каучуке» на заседании Научно-технического общества химиков в Ленинграде.

19–20 июня — Выступает с докладом на совещании по освоению синтетического каучука в Ленинграде (на заводе «Красный треугольник»),