Регалии: Заслуженный мастер спорта СССР; олимпийский чемпион (1980) в плавании на 200 метров баттерфляем; серебряный призер Олимпийских игр (1980) на 400 метров комплексным плаванием; 2-кратный серебряный (1978, 1982) и бронзовый (1982) призер чемпионатов мира; 2-кратный чемпион Европы (1977, 1981); серебряный (1983) и бронзовый (1981) призер чемпионатов Европы; 3-кратный победитель Кубка Европы (1979, 1981, 1982); 7-кратный чемпион СССР (1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982, 1983); 2-кратный чемпион Спартакиад народов СССР (1979, 1983)
Родился 29 января 1959 года в Кривом Роге, Днепропетровской области (Украина).
Сергей Фесенко выступал за киевский «Авангард», специализировался в комплексном плавании и плавании баттерфляем на дистанциях соответственно 400 и 200 метров.
В этих дисциплинах Фесенко завоевал серебро и золото Олимпиады в Москве.
После окончания карьеры Сергей Леонидович был вице-президентом Киевской городской федерации плавания.