Сергій народився у місті Кам’янське Дніпропетровської області. Закінчив Харківський національний юридичний університет імені Ярослава Мудрого. Працював прокурором, був капітаном юстиції. Захистив адвокатуру, але так і не встиг розпочати роботу адвокатом. Упродовж трьох років воював в АТО, мав позивний Прокурор. Отримав поранення, потім повернувся до мирного життя.
Під час повномасштабного російського вторгнення чоловік приєднався до складу 40-го окремого стрілецького батальйону «Кодак». Командував підрозділом, разом із побратимами виконував бойові завдання на передовій.
«З початку повномасштабного вторгнення мій брат рвався на фронт, бо завжди казав: «Хто, якщо не ми?» Завжди вірив у нашу перемогу! На повідомлення: «Як ти?», у нього завжди було: «Все добре». Але добре там ніколи не було, там пекло… Пекло, в якому помирають наші люди, помирають найкращі», – розповіла рідна сестра загиблого Анна.
Посмертно капітан Антоненко нагороджений орденом «За мужність» ІІІ ступеня.
Поховали офіцера на кладовищі Героїв АТО у рідному Кам’янському.
У Сергія залишилися батьки, сестра та племінниця.
