Сергей Иванов на фронтах Великой Отечественной войны сражался с октября 1941 года. В феврале 1942 года попал в истребительную авиацию (до этого закончил ускоренный годичный курс Батайской военной авиашколы). В марте 1942 года, в боях под Таганрогом, Иванов был ранен, а его самолет сбит. Несколько дней Сергей находился на вражеской территории, пробирался к своим.
Летом 1942 года в боях над Донбассом 590-й истребительный авиаполк, в котором служил Иванов понес большие потери, оставшийся летный состав был отправлен на переформирование, полк пополнили молодыми выпускниками летных училищ, пилотов, летавших на И-16 оставили в полку, а пилотов "Чаек", в т.ч. и сержанта Иванова перевели в штурмовую авиацию и направили переучиваться на ИЛ-2 в 590-й штурмовой авиаполк (в феврале 1943 года преобразован в гвардейский 43-й ШАП).
Но Иванов мечтал вернуться в истребительную авиацию и забрасывал командование рапортами. Переведен в 101-й гвардейский истребительный авиаполк, переучивается на "Авиакобру". Но результаты показывает слабые.
Командир эскадрильи гвардии майор А. М. Беркутов так писал об этом:
"Первая проверка показала, что лётчик имел среднюю технику пилотирования, не мог дать нормального профиля посадки. Ему не хватало, как говорят, хватки истребителя. Как ревностный школьник, он внимательно выслушивал мои замечания, записывал их и быстро исправлял недостатки..."
Но мастерство на фронте приходит с боями. Приобрел свое мастерство и Сергей Иванов. Первый боевой вылет после долгого перерыва он совершил 20 января 1944 года. В бою повел себя неважно, вывалился из боевого порядка, во время воздушного боя с Хейнкелями-111, и отстал. Но уже на шестой вылет, через 3 дня, Иванов записывает себе в актив сбитые бомбардировщик Ju-87 и истребитель Me-109.
4 Февраля над Керчью Иванов сбивает Ju-87, а 8 февраля - FW-190. 10 февраля 1944 года Иванов сбивает два Me-109. 15 февраля 1944 года младший лейтенант Иванов во время четырех боевых вылетов сбивает 6 самолётов противника: 4 Me-109 и 2 FW-190. О молодом летчике пишут фронтовые газеты.
Когда общий счет сбитых лично Ивановым самолетов достиг 18, командующий 4-й Воздушной армией Генерал К. Вершинин награждает его орденом Красного Знамени. Партийная организация принимает Иванова кандидатом в члены ВКП(б). Через несколько дней гвардии лейтенант С. С. Иванов назначается заместителем командира эскадрильи.
За мужество и героизм, проявленные в боях (при совершении 126 боевых вылетов и участии в 36 воздушных боях лично сбито 19 самолетов противника), Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 Июля 1944 года гвардии лейтенанту Иванову Сергею Сергеевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 5412).
А вот выше должности заместителя командира эскадрильи Иванова не назначали. Тому были причины. Иванов пристрастился к выпивке и на боевой вылет мог вылететь в подпитии. Товарищи стали подмечать, что в бою Иванов ведет себя странно: в общую свалку не ввязывается, держится в стороне, в группу вливается лишь после окончания боя. Где он находился и чем занимался — никто не знал.
Но результативный счет Иванова продолжал расти. Были подозрения, что Сергей Сергеевич стал приписывать себе чужие победы. Визуально он отмечал места падения гитлеровских самолетов, на аэродром старался прибыть первым, первым и докладывал.
12 апреля 1944 года, Сергей Иванов, вместе с группой летчиков и техников, следовал в столовую через летное поле военного аэродрома в Багерово. Товарищи случайно забрели на минное поле, которое оставили гитлеровцы. Пострадало 7 человек, Сергей Иванов получил ранение ступни и оказался в краснодарском госпитале. После выписки рана постоянно беспокоила, Иванова перевели на штабную работу, которую он чередовал с госпитальными койками. После окончания войны капитана Иванова уволили в запас.
Сергей вернулся в родные места, в город Вышний Волочок. Его поставили на руководящую должность в райсовхозе, но на ней он не задержался, по причине злоупотребления спиртными напитками. Перевели на нижестоящую, был уволен и с этой должности за пьянство. Весной 1951 года Иванов подговорил подростков ограбить продовольственный магазин. Мальчишки были пойманы на месте преступления, Сергею удалось скрыться, но через несколько часов за ним пришла милиция. Иванов пошел под суд как организатор преступной группы.
18 июня 1951 года гражданин С.С. Иванов был приговорен к 10 годам лишения свободы. 2 июля 1952 года Президиум Верховного Совета СССР лишил Сергея всех званий и наград.
В июне 1957 года Иванов был досрочно освобожден. Переехал в город Ржев. Устроился машинистом в организацию "Заготзерно". Женился. 28 сентября 1961 года переходя через железнодорожные пути станции Ржев-II, попал под поезд и жизнь его в 40 лет оборвалась.