В сентябре 1940 года был призван в РККА, службу проходил в инженерных войсках в Каунасе. Во время службы, весной 1941 года простудился, заболел ревматизмом и был демобилизован.
После начала войны находился на оккупированной территории, по некоторым данным попал в лагерь за содействие в побегах советских солдат из плена и бежал из него. В 1943—1944 годах был членом партизанского отряда, действовавшего на территории Литвы. В марте 1944 года, партизанами был установлен контакт с регулярными частями Красной Армии, и 20 апреля 1944 года Сергей Коваленко был вновь призван в армию.
Стрелок 5-й стрелковой роты 299-го стрелкового полка 225-й стрелковой дивизии Коваленко отличился в бою 1 февраля 1945 года. В эти дни дивизия сумела форсировать Одер севернее Оппельна в районе Шургаста (ныне Скорогощ) и ввязалась в тяжёлые бои по удержанию и расширению плацдарма.
5-я стрелковая рота штурмовала позиции противника юго-восточнее Шургаста. Во время атаки продвижение роты было остановлено фронтальным пулемётным огнём из дзота. На уничтожение огневой точки была отряжена группа бойцов в количестве семи человек, в том числе и Сергей Коваленко. На пути шесть человек из состава группы были выведены из строя, но Коваленко, оставшись один, продолжал ползти к дзоту. Подобравшись на 10 метров, он стал забрасывать дзот гранатами, но огонь продолжался. Тогда Коваленко встал и закрыл своим телом амбразуру дзота.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм красноармейцу Коваленко Сергею Анисимовичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Коваленко,_Сергей_Анисимович