Семен Иванович Пустовойтов родился 9 мая 1921 года в г. Одессе. Воспитывался в детдоме. В 1939 году Семен Иванович поступил в Одесское среднее художественное училище, но потом был призван в армию, военную присягу принял 21 сентября 1940 года при 151-м авиационном батальоне, а в 1941 году началась война. Семен Иванович воевал в стрелковой дивизии, был сначала рядовым, а потом - командиром стрелкового отделения.
В годы войны Семен Иванович Пустовойтов оказался на новгородской земле. Это была первая встреча с древним Новгородом. Памятники архитектуры этого города произвели на С.И.Пустовойтова такое сильное впечатление, что он решил сюда вернуться.
После выздоровления он продолжил учебу в Одесском среднем художесвтенном училище на живописно-педагогическом отделении, которое закончил в июле 1951 года, получив квалификацию художник-исполнитель. Дипломной работой С.И. Пустовойтова была картина "Микула Селянинович и Вольга", которая в настоящее время находится в Одесском археологическом музее.
В конце 1951 года Семен Иванович Пустовойтов вместе с женой, Галиной Яковлевной, переезжает в Новгород на постоянное место жительства. Именно здесь он сложился как выдающийся мастер акварели. Первым местом работы в Новгороде был музей-заповедник, затем С.И. Пустовойтов перешел на работу в Новгородские художественно-производственные мастерские. Также художник сотрудничал с Новгородским областным Домом народного творчества. Он выезжал в отдаленные районы Новгородской области, выявляя самобытных, талантливых художников.
В 1964 году Семен Иванович Пустовойтов был принят в Союз художников СССР.
В 1967 году художник участвовал в реставрации успенского собор Троице-Сергиевой Лавры, за что был награжден памятной медалью.
Семен Иванович Пустовойтов - один из первых участников художественных выставок в областном центе, в северном регионе, участник Первой всесоюзной выставки акварели в 1965 году и многих последующих - всесоюзных, республиканских, региональных, международных. Его первая персональная выставка "Древний Новгород" проходила в 1967 году в г. Одессе, а первая персональная выставка в Новгороде состоялась в 1968 году.
Еще при жизни Семен Иванович Пустовойтов стал подлинным классиком. Его произведения хранятся не только в Новгородском государственном музее-заповеднике, но и одесских музеях, в Санкт-Петербурге, в частных коллекциях нашей страны и за рубежом. В 1971 году С.И. Пустовойтов становится членом Художественного фонда СССР.
Прославили его знаменитые акварели, которые он начал писать в 1970-е годы, когда главной темой его творчества стал древний Новгород, его памятники архитектуры. Семен Иванович говорил, что древняя архитектура, которую он пишет, то есть его натура, уже сама по себе есть произведение искусства. Творческая свобода, мастерство, непосредственность позволили ему артистично, легко, большими сочными живописными планами строить свои композиции, главные герои которых - древнерусские храмы. Только одна серия "Великий Новгород", созданная им в 1970-1980-е годы, состоит более чем из 500 листов акварелей, большая часть которых хранится в новгородском музее.
Прожив большую часть своей жизни в Новгороде, С.И. Пустовойтов никогда не терял связи с Одессой - городом своего детства и юности. Он также подарил множество своих работ одесским друзьям. Большой коллекцией пейзажей художника располагает музей личных коллекций им. А.В. Блещунова, ведь при жизни С.И. Пустовойтова и А.В. Блещунова связывала тесная дружба.
Постановлением Новгородской городской управы от 18 января 1994 года №9 Пустовойтову Семену Ивановичу было присвоено звание "Почетный гражданин Новгорода".
Семен Иванович Пустовойтов ушел из жизни 15 декабря 1995 года.
Серия акварелей «Великий Новгород», созданная в конце 1960-х – 1980-х годах, представляет собой уникальное явление. Она состоит более чем из 500 листов. Лучшие из них – «Софийский собор», «Иоанн Богослов на Витке», «Федор Стратилат на Ручье», циклы «Ковалево» и «Вяжищи» - заключают в себе такую энергию чувства, мысли, фантазии, которая заставляет сразу же принять любимую мысль автора: памятник архитектуры – это судьба народа, его живая история и его будущее. Романтическая приподнятость, трагедийность – вот что характерно для зрелого стиля С.И. Пустовойтова.
Кисть С.И. Пустовойтова помогла открыть истинный смысл и значение средневековой новгородской архитектуры сотням и тысячам зрителей, а творчество самого мастера – это драгоценная часть культурного наследия Новгорода XX века.