Родился 23 мая (4 июня) 1896 г. во Владимире в семье помощника пристава Владимирского городского полицейского управления. В 1916 г. он окончил Владимирское реальное училище. После окончания училища, Сергей два года работал во владимирском естественно-историческом музее. Это, возможно, повлияло на его интерес к астрономии, биологии, проблемам возникновения и эволюции жизни, рождения Вселенной.
Октябрьскую революцию 1917 года он не принял, и прошел через Крюковский лагерь под Москвой, где работал художником-оформителем в Народном доме, и откуда был освобожден по амнистии в 1921 г.
С 1921 по 1923 гг. Сергей Шиголев работал художником-оформителем на подмосковной станции Подсолнечная, затем – архивариусом в ВЦСПС (Всесоюзный центральный совет профессиональных союзов). Одновременно он учился в театре-студии. Как театральный художник оформил несколько спектаклей.
Настоящее призвание Сергей Иванович нашел в живописи. В 1926 г. он вошел в творческую группу «Амаравелла», объединявшую представителей космизма в русском искусстве. Шиголев создал произведения, посвященные осмыслению космического начала в человеке (циклы «Идущий», «Путь»), освоил новаторские для своего времени научно-фантастические сюжеты («Работа в космосе» и др.), писал картины по законам музыкальных произведений («Радиосоната»), участвовал в двух выставках «Амаравеллы», организованных в США в 1927 и 1928 гг. при содействии Николая Рериха, в 6-й выставке «Жизнь-творчество» (Москва, 1929 г.).
Гонения на художников-авангардистов и аресты некоторых членов «Амаравеллы» привели к распаду объединения в 1930 г. С 1933 г. Шиголев становится художником-мультипликатором документального кино.
В 1941 г. он вступил в ряды народного ополчения, попал в окружение. В 1942 г. Сергей Иванович Шиголев был репрессирован по обвинению в шпионаже. Точная дата и место его смерти неизвестны.
Толкунова В. Г. Шиголев Сергей Иванович // Владимирская энциклопедия : биобиблиографический словарь. – Владимир, 2002. – С. 486.
Москин Д. Шиголев Сергей Иванович [Электронный ресурс] // Лицей : интернет-журнал. – URL: https://gazeta-licey.ru/culture/46908-shigolev-sergey-ivanovich (03.06.2019).