Действительный статский советник, выдающийся русский историк, академик, член-учредитель Русского Собрания (PC).
Родился в г. Чистополь Казанской губ., в дворянской семье. Окончил с золотой медалью гимназию в Казани (1880), дружил с будущим проф. В. Ф. Залеским, одним из лидеров казанских черносотенцев. Закончил историко-филологический ф-т Казанского ун-та (1884), оставлен при ун-те для подготовки к профессорскому званию по кафедре русской истории. Получил степень магистра русской истории за диссертацию «Разрядные дьяки XVI в.» (1889), докторская диссертация «Бумага и древнейшие бумажные мельницы в Московском государстве» (1892). С 1892 преподавал русскую дипломатику в С.-Петербургском археологическом ин-те, избран членом Археографической комиссии. Член-корреспондент С.-Петербургской АН (1901) по разряду историко-политических наук. С 1902 по 1914 помощник директора Императорской Публичной библиотеки. С 1914 член Совета министра народного просвещения.
Автор более 200 научных трудов. Занимался изучением русского иконописания, истории дворянского родословия, гос. учреждений и приказного делопроизводства в России XV—XVII вв., разработал целые направления вспомогательных исторических дисциплин (дипломатика, палеография, сфрагистика и др.). Собрал уникальную коллекцию икон, которую передал в собственность Русскому музею Императора Александра III. Награжден орденами св. Владимира 3-й и 4-й ст., св. Станислава 1-й ст., Крестом кавалеров Св. Гроба Господня и др.
Проф. Лихачев не скрывал своих монархических убеждений. Он состоял членом консервативного «Общества ревнителей русского исторического просвещения в память Императора Александра III», был председателем Комиссии о дворянских архивах Совета Объединенного дворянства. Стоял у истоков право-монархического движения в России, был одним из 40 членов-учредителей PC, хотя участия в партийной деятельности не принимал. В 1907 выдвигался кандидатом в депутаты Государственной Думы по Петербургу от Союза Русского Народа (СРН) и PC по первому разряду (в столице монархисты потерпели поражение).
После 1917 остался в России. Свои коллекции, оказавшиеся в ходе революции под угрозой уничтожения, ему удалось присоединить в качестве палеографического кабинета к Петроградскому археологическому ин-ту, преобразованному затем в археологическое отделение Петроградского ун-та. Продолжал преподавание в Археологическом ин-те до 1925. В 1919—1929 сотрудник Гос. академии истории материальной культуры. В авг. 1925 избран действительным членом АН СССР по отделению исторических наук и филологии, назначен директором Музея палеографии АН СССР (образован из палеографического кабинета). В янв. 1930 арестован по «делу Академии Наук». Обвинен как один из создателей контрреволюционной организации «Всенародный союз борьбы за возрождение свободной России», ставившей целью свержение советской власти и установление конституционно-монархического строя. Виновным себя не признал, но постановлением Коллегии ОГПУ от 8 авг. 1931 выслан на 5 лет в Астрахань. Еще до вынесения приговора 2 февр. 1931 чрезвычайное общее собрание АН СССР исключило Лихачева вместе с академиками С.Ф.Платоновым, Е. В. Тарле и М.К. Любавским из числа действительных членов АН. Личное имущество Лихачева было разграблено, рукописями завладел новый директор музея (переименованного в Музей книги, документа и письма), бывший ученик Лихачева, акад. А. С. Орлов. 13 авг. 1933 тяжело больному Лихачеву разрешено было вернуться «для производства операции» в Ленинград, но на работу в созданный им Институт он не был принят даже на должность рядового сотрудника. Оказавшись в положении иждивенца своей дочери, много месяцев не получал даже хлебной карточки. Все попытки формально восстановить свою квалификацию научного работника ни к чему не привели. На пенсию, как привлекавшийся по 58-й ст., прав не имел.
С дек. 1935 был прикован болезнью к постели. Скончался от гангрены, последовавшей за ампутацией ноги. Похоронен на Смоленском православном кладбище в С.-Петербурге. Реабилитирован 20 июля 1967. Восстановлен в АН постановлением Президиума АН СССР от 5 апр. 1968.