Народився 20 березня 1995 року у селі Садове Білгород-Дністровського району Одеської області. Батько – військовий, мати – вчителька.
У червні 2016 року закінчив Одеський коледж економіки, права та готельно-ресторанного бізнесу за спеціальністю "Правознавство", молодший спеціаліст з права.
2019 року закінчив Одеський університет ім. Мечникова за спеціальністю "Правознавство".
Студент магістратури Інституту міжнародних відносин Київського університету ім. Шевченка за спеціальністю "Міжнародне право".
З 2014 року займався адмініструванням та створенням мережевих спільнот.
Працював юрисконсультом у компанії "Оскар Т".
У січні 2014 року Стерненко приєднався до Євромайдану в Одесі, а згодом і очолив його. Брав активну участь у Революції Гідності у Києві. Брав участь у революційних подіях у Києві, зокрема у протистояннях на вул. Грушевського 20 лютого 2014 року.
Після створення 5 лютого 2014 року в Одесі Правого сектору 22 березня очолив обласний центр. Був безпосереднім учасником та організатором закриття наркоточок із реалізації спайсу в Одесі. 30 вересня 2014 року брав участь разом з іншими активістами Правого сектору, Автомайдану, Євромайдану та Самооборони, у "сміттєвій люстрації" Нестора Шуфрича , який приїхав до Одеси на засідання партії " Опозиційний блок " . З ініціативи Стерненка було зірвано близько 20 концертів російських та українських поп-зірок, які підтримали окупацію Криму та виступали там чи на окупованому Донбасі. Зокрема, не вдалося виступити в Одесі Ані Лорак, Світлані Лободі, Ірині Білик та Костянтину Райкіну.
5 лютого 2017 року склав повноваження голови та залишив Правий сектор.
18 листопада 2017 року Сергій Стерненко був одним із учасників акції проти забудови частини території Міського саду Одеси – Літнього театру. Сам прийшов до поліції, коли дізнався, що його підозрюють в організації масових заворушень під час акції проти забудови. 24 листопада Одеський Приморський районний суд обрав активісту запобіжний захід у вигляді утримання під вартою терміном на 60 діб з альтернативою внесення застави у розмірі 600 тис. гривень. Суму застави вніс голова Одеської обласної державної адміністрації Максим Степанов , але апеляційний суд заставу скасував, ухваливши рішення про особисте зобов'язання.
У квітні 2018 року разом із однодумцями створив в Одесі Громадську організацію "Небайдужі".
7 лютого 2018 року на Стерненка було скоєно напад в Одесі, біля будинку, де він жив. Сергія Стерненка чекали двоє невідомих, і щойно він зайшов у під'їзд, зловмисники накинулися на нього та побили. Сергій Стерненко після нападу тиждень пролежав у лікарні. Нападники не знайшли.
1 травня 2018 року в Одесі на Стерненка вчинено збройний напад . Нападник вистрілив йому з травматичного пістолета ззаду в область шиї, а потім при затриманні стріляв очевидцями інциденту. Нападника затримано на місці при спробі втечі. Нападником виявився уродженець Казахстану Абзал Баймукашев. Про цю людину відомо лише те, що у 2003 році він отримав український паспорт. Наразі він перебуває під вартою, його мотиви нападу досі не зрозумілі, вироку суду немає.
24 травня 2018 року в Одесі було вчинено третій напад на Стерненка та його дівчину Наталю Усатенко. Стерненко госпіталізували зі струсом мозку та різаною раною руки. Один із двох нападників, Іван Кузнєцов, житель міста Чорноморська, був поранений ножем у серце та живіт, від чого й помер. Інший Олександр Ісайкул зміг втекти, але протягом доби був затриманий поліцією. У травні Кузнєцову та Ісайкулу було оголошено про підозру у хуліганстві. У червні прокуратура закрила справу проти Кузнєцова, суд скасував йому підозру і не дав дозволу на затримання Ісайкула.
11 червня 2020 року Сергію Стерненку повідомили про підозру в умисному вбивстві та незаконному носінні холодної зброї. 15 червня Шевченківський районний суд міста Києва відправив Стерненка під домашній арешт на два місяці. Стерненко звинувачується за ч. 1 ст. 115 (навмисне вбивство) та ч. 2 ст. 263 (носіння холодної зброї без передбаченого законом дозволу) Кримінального кодексу України. Того ж дня біля будівлі Шевченківського суду сталися сутичкиміж активістами та поліцейськими. 26 червня Апеляційний суд переніс розгляд апеляції про зміну запобіжного заходу на 3 липня. 3 липня Апеляційний суд залишив запобіжний захід без змін. 25 серпня Верховний суд відмовився переносити розгляд справи Сергія Стерненка до Києва, справу було залишено до розгляду у Приморському районному суді Одеси.
29 січня 2021 року Приморський районний суд Одеси скасував домашній арешт і передав Стерненку під особисту поруку народному депутату від Голосу Роману Лозінському .
23 лютого 2021 року Приморський райсуд Одеси присудив Сергію Стерненку сім років в'язниці та конфіскацію половини майна , визнавши його винним у справі про викрадення у 2015 році депутата Комінтернівської райради Одеської області Сергія Щербича з проросійської партії Батьківщина.
9 квітня 2021 року Сергія Стерненка звільнили із СІЗО - він буде під цілодобовим домашнім арештом до 9 червня 2021-го.
31 травня 2021 року Апеляційний суд Одеської області виправдав Сергія Стерненка за статтею про розбій та дав умовний термін.
01.03.2021