Родился в селе Лацком Воскресенской волости Мологского уезда Ярославской губернии. В 1905 г. окончил Нарвскую гимназию.
В 1911 по окончании Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге командирован в Персию, на Балканы (Болгарию и Сербию) в качестве ординатора хирургических госпиталей. Экстерн Обуховской больницы.
Участвовал в противочумной компании на Дальнем Востоке 1910—1911 гг.
С 1913 г. ассистент хирургического отделения больницы Святой Марии Магдалины, с 1914 г. врач больницы Св. Марии Магдалины, заведующий рентгеновским кабинетом, с 1915 по 1918 гг. ординатор хирургической клиники профессора В. А. Оппеля. Во время Первой Мировой войны — заведующий городским хирургическим лазаретом № 220 при Министерстве иностранных дел, старший хирург лазарета № 226. После Октябрьской революции — ассистент больницы имени Веры Слуцкой.
Профессор Детского ортопедического института им. Турнера в Ленинграде, с 1945 по 1947 гг. — заместитель директора по науке С 1941 по 1951 гг. руководил кафедрой военной травматологии и ортопедии Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова.
Член Российского хирургического общества имени Пирогова.
Автор системы оказания ортопедической помощи раненым и инвалидам войны, более 100 научных работ — по проблемам патогенеза и лечения родовых параличей верхней конечности, лечению костно-суставного туберкулеза и дефектов органов движения, вызванных спинальным детским параличом и др.
Похоронен на Богословском кладбище.
Сочинения:
1. Новотельнов С. А. Ранения остроконечными турецкими пулями разных тканей с различных расстояний // Сборник докладов врачей РОКК — участников Балканской кампании 1912—1913 гг. Петроград. 1914.
2. Новотельнов С. А. Столбняк и применение противостолбнячной сыворотки // Врачебная газета. 1914. № 47.
3. Новотельнов С. А. К вопросу о закрытии костных полостей после огнестрельных переломов. Петроград. 1916.
4. Новотельнов С. А. Лечение вывихов, осложнённых переломом вывихнутого рычага // Ортопедия и травматология. 1935. № 6.
5. Новотельнов С. А. Механизм происхождения типичных родовых повреждений верхней конечности // Труды военно-медицинской академии РККА имени С. М. Кирова. 1937. Т. IX. С. 165—179.
6. Новотельнов С. А., Созон-Ярошевич. А. Ю. Опыт работы по борьбе с травматизмом на заводе «Красный выборжец» // Советская хирургия. 1933. Т. 5. Вып. 6. С. 268—276.
7. Новотельнов С. А. Инструкция по заготовке сфагна для перевязочных целей. [Л.], 1941.
8. Новотельнов С. А. Вечные враги нашего здоровья и борьба с ними. Петербург, 1921.
9. Новотельнов, С. А. Сфагн (торфяной мох) как всасывающий перевязочный материал для гнойных ран. М.; Л., 1941.
10. Новотельнов С. А. Иммобилизация переломов в войсковом районе. М., Медгиз, 1942.
Источники:
1. Новотельнова Н. С. Мой отец — военврач С. А. Новотельнов. Его судьба и памятные встречи (из семейной хроники). М. 1997.