Сергей Сергеевич Боткин родился в 1859 г., он был старшим сыном Сергея Петровича Боткина. Как и его отец, Сергей Сергеевич до 15-ти лет получил образование дома под руководством отца. В 1875 г. он поступил сразу в 5-й класс Петербургской гимназии. После окончания гимназии с золотой медалью он в 1879 г. поступил в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета, которое окончил в 1883 г., после чего в том же году поступил на 3-й курс Военно-медицинской академии, которую окончил в 1886 г. и был при окончании награжден премией им. Буша. После окончания Военно-мед. академии Сергей Сергеевич 3 года работал ординатором в клинике своего отца.
&hide_Cookie=yes)
Научной работой Сергей Сергеевич увлекся еще будучи студентом. Под влиянием личного общения с И.П. Павловым и Д.И. Менделеевым он исследовал физиологическое действие металлов. В 1885 г. была напечатана в Клинической газете его работа «О связи между физиологическим действием и химическими свойствами металлов щелочной группы по Д.И. Менделееву». Эта работа была им продолжена. В 1888 г. Сергей Сергеевич защитил докторскую диссертацию «Влияние солей рубидия и цезия на сердце и кровообращение в связи с законностью физиологического действия щелочных металлов». Работа была выполнена под непосредственным руководством Павлова, Менделеева и С.П. Боткина. Работа состояла из 2-х частей - теоретической (экспериментальное изучение вопроса) и клинической. Экспериментальная часть была сделана на собаках. Он показал, что соли рубидия и цезия при введении в кровеносное русло вызывают повышение артериального давления и замедление числа сердечных сокращений. Он выключал из сферы действия то головной и спинной мозг посредством перерезки блуждающих нервов, то периферический задерживающий аппарат, отравляя животное предварительно атропином. Введение препаратов в кровь исследуемых животных после предварительной атропинизации или перерезки блуждающих нервов не дает того эффекта, который наблюдается у животных с ненарушенными нервными связями, т. е. введенные в кровь химические элементы действуют через кору головного мозга. Эти исследования были ценным вкладом в теорию нервизма и показали несостоятельность гуморальной теории, господствовавшей в западноевропейской науке.