В 1979 г. Сергей Алексеевич закончил 1-й Московский медицинский институт имени И.М. Сеченова и пришел на работу в Онкологический научный центр АМН СССР. В 1989 г. и 1991 г. совершенствовал свои знания в области клинической онкологии и химиотерапии в ведущих онкологических центрах Австралии и США. С 1993 по 2004 гг. работал ведущим и главным научным сотрудником отделения клинической фармакологии и химиотерапии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, а в 2002 г. избран заместителем директора НИИ клинической онкологии. С 2004 г. Сергей Алексеевич руководит отделением клинической фармакологии и химиотерапии.

В 1985 г. С.А. Тюляндин защитил кандидатскую, а в 1993 г. – докторскую диссертацию. В 2000 г. ему было присвоено звание профессора.

Профессор С.А. Тюляндин – один из крупнейших специалистов в лекарственной терапии злокачественных опухолей и по праву считается признанным экспертом по вопросам химиотерапии. Под его руководством разработаны комплексные методы лечения злокачественных новообразований яичка, молочной железы, яичников и других опухолей.

С 1998 по 2003 гг. С.А. Тюляндин представлял Российскую Федерацию в Европейском обществе по медицинской онкологии (ESMO). Высокий международный авторитет профессора С.А. Тюляндина подтверждается его активным участием в организации и проведении целого ряда международных онкологических форумов, а также в работе ведущих отечественных и международных научных организаций: Ассоциации онкологов России, Европейского общества медицинской онкологии (ESMO), Американского общества клинической онкологии (АSCO).

Профессор С.А. Тюляндин – автор 5 монографий и более 160 научных работ. В 1997 г. им создан Российский онкологический портал, главным редактором которого он является по сей день. Под руководством С.А. Тюляндина защищено 11 кандидатских диссертаций, посвященных лекарственному и комплексному лечению злокачественных новообразований. В 2001 г. вклад профессора С.А. Тюляндина в отечественную онкологию отмечен Государственной премией РФ в области науки и техники.