Родился 20 декабря 1919 года в городе Кировограде (ныне город Кропивницкий, административный центр Кировоградской области Украины). Окончил среднюю школу. С 10 декабря 1938 года в рядах Красной Армии, призван Кировоградским ГВК. Окончил военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС.

С 22 июня 1941 года младший лейтенант С. Д. Полищук в действующей армии: в составе 164-го ИАП. Боевую работу начал на Юго-Западном фронте (в составе 15-й САД), летая на И-16 и И-153. С 16 июля 1941 года боевой работы не вёл. 5 августа 1941 года полк был выведен с фронта в 11-й ЗИАП Северо-Кавказского военного округа (город Ростов-на-Дону) для доукомплектования и переучивания на новую технику.

С сентября 1941 года младший лейтенант С. Д. Полищук воевал в 247-м ИАП. Боевую работу вёл в составе ВВС 51-й Отдельной армии (оборонявшей Крым), летая на ЛаГГ-3. В ноябре 1941 года был переведён в 182-й ИАП (ВВС 51-й Отдельной армии), на должность пилота 1-й эскадрильи, где продолжал летать на ЛаГГ-3. 10 декабря 1941 года полк передан в войска ПВО Территории Страны, прибыл в 105-ю ИАД ПВО (оперативно подчинялась штабу Южного фронта) и приступил к боевой работе. С июлю 1942 года оперативно подчинялся штабу Северо-Кавказского фронта, а с августа 1942 года - штабу Закавказского фронта. К тому времени С. Д. Полищук был уже лейтенантом. Весной 1943 года летал на Як-1Б.

29 июня 1943 года полк вошёл в состав войск вновь образованного Западного фронта ПВО, а 10 июля 1943 года - в 10-й ИАК ПВО (Ростовского района ПВО, Западного фронта ПВО). С 20 июля 1943 года командир звена 1-й эскадрильи 182-го ИАП старший лейтенант С. Д. Полищук воевал в составе Сводной группы ИА ПВО в оперативном подчинении штаба 6-й Гвардейской ИАД (8-я Воздушная армия, Южный фронт), летая на Як-1Б. С 10 августа 1943 года продолжил боевую работу в составе 10-го ИАК ПВО Ростовского района ПВО (Западного фронта ПВО) на самолётах Як-1Б и Як-7Б. В апреле 1944 года, в связи с реорганизацией войск ПВО страны, полк был включён в 11-й корпус ПВО Южного фронта ПВО, а в июле 1944 года вошёл в 8-й корпус ПВО. К тому времени в полку были уже и Як-9.

В июле 1944 года капитан С. Д. Полищук был направлен командиром эскадрильи в 961-й ИАП (того же 10-го ИАК ПВО), где летал на американском "Киттихауке". 24 декабря 1944 года полк был включён в состав войск Юго-Западного фронта ПВО (преобразован из Южного фронта ПВО), а 31 декабря 1944 года исключён из действующей армии и боевой работы больше не вёл.

К январю 1944 года командир эскадрильи 961-го истребительного авиационного полка (10-й ИАК ПВО, 8-й корпус ПВО, Юго-Западный фронт ПВО) капитан С. Д. Полищук совершил более 200 боевых вылетов, провёл более 30 воздушных боёв, сбил лично 10 и в составе пары 3 самолёта противника (в последнем наградном листе говорится о 7 личных и 5 групповых победах).

После окончания войны продолжал служить в ВВС. С 12 августа 1960 года подполковник С. Д. Полищук - в запасе.

Награждён орденами: Красного Знамени (14.02.1943), Отечественной войны 2-й степени (14.08.1943, 11.03.1985), Красной Звезды (30.04.1954); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (20.06.1949).