Сергей Иванович Вандышев родился в городе Рузаевка Республики Мордовия в семье служащего. После окончания неполной средней школы он поступает в Карагандинский аэроклуб. В 1939 году поступает в Оренбургское военное лётное училище. В 1942 году с отличием заканчивает училище, на базе которого создаётся 808-й (позже переименованный в 93-й гвардейский) штурмовой авиационный полк 5-й гвардейской штурмовой авиадивизии 17-й воздушной армии, направленный под Сталинград.

В июле 1944 года во время попыток контрнаступления немцев на Сандомирском плацдарме эскадрилья штурмовиков под командованием гвардии майора Вандышева получила приказ уничтожить крупный склад боеприпасов противника. При возвращении домой после успешного выполнения задания самолёт Вандышева был сбит. Лётчик был вынужден приземлиться на территории врага. Будучи тяжело раненым, он был захвачен в плен. 22 апреля1945 года бежал из плена с острова Рюген вместе с другими советскими пленными, организовав восстание и захватив немецкий самолёт. По другим источникам 22 апреля 1945 г. он был освобождён из лагеря военнопленных в г. Люккенвальде, недалеко от Берлина, 29-й мотострелковой бригадой Советской Армии.

После плена С. Вандышев вернулся в свою часть, снова был назначен командиром эскадрильи 93-го Гвардейского штурмового авиационного полка 5-й Гвардейской штурмовой авиационной дивизии 1-го Гвардейского Смешанного Авиационного Корпуса 17-й Воздушной Армии, участвовал во взятии Берлина. За время боевых действий он совершил 158 боевых вылетов, уничтожил 23 танка, 59 орудий, участвовал в 52 воздушных сражениях. Сбил лично 3 и в группе 2 самолёта противника.

В 1946 году демобилизовался. Летом 1948 арестован и осужден на 15 лет лагерей, как бывший военнопленный. Работал в шахтах Воркуты, получил инвалидность, в связи с чем был освобождён в середине 1950-х. 

Жил в г. Электросталь, затем в Уфе. В 1971 году переехал в Улан-Удэ, работал в жилищно-коммунальном хозяйстве. С 1979 года находился на пенсии. 

Скончался в 1996 году, похоронен в Улан-Удэ на мемориальном кладбище «Память».