Народився в Кіровоградській області, у м. Мала Виска, проживав там із родиною до 3-х років, потім переїхали в село Носівці Гайсинського району Вінницької області, де Сергій і закінчив 11 класів. Після школи навчався на муляра, штукатура і плиточника в Немирівському ліцеї. У 2006 перебрався до Києва.
37-річний Сергій Зеленюк загинув 21 липня 2023 року.
Дружина Сергія Зеленюк Анастасія Володимирівна розповідає: «Ми познайомилися в 2008 році 8-го березня в ірпінському клубі. Через чотири роки одружилися, у 2012 році народився перший син, у 2014-му — другий. Чоловік працював будівельником, виконував фасадні роботи, співпрацював із багатьма забудовниками. У нього були «золоті руки». Ми мріяли про власний дім і вже почали його зводити. Працювали всі разом, залучаючи до цього навіть дітей. Діти могли пиляти, училися користуватися зварювальними апаратами. Я теж не стояла осторонь. Будівництвом займалися після роботи, у вихідні, під час відпусток. Для нас будинок був утіленням власної мрії. Хтось їде на відпочинок до Туреччини, а ми купуємо арматуру. Ми встигли звести лише підвал — він планувався як майстерня для чоловіка, а з початком повномасштабного вторгнення використовували як бомбосховище. Я не збираюся залишати будівництво й зараз, відчуваю, що маю втілити нашу спільну мрію в життя.
У нас завжди збиралися друзі на свята і просто так, де ми — там багато людей.
Із моменту знайомства ми з чоловіком були разом 15 років.
Характер у нього був дуже сильний, хоч разом із тим і чуттєвий, він усіх міг повести за собою. Для нас із дітьми не шкодував нічого. Перший його вчинок мене відразу підкорив: після нашого знайомства я святкувала день народження, і він подарував мені золоту обручку. Це виявилося дуже неочікуваним.
Сергій був максималістом та ідеалістом: усе, що він робив, мало бути ідеальним. У цьому наш старший син дуже на нього схожий. Узагалі чоловік багато приділяв уваги дітям. Поки я перебувала на роботі, він збирав наших дітей, племінників, водив їх на ковзанку, озера, риболовлю, ходили навіть на майстер-класи з ліплення з глини.
Наступного дня після початку повномасштабного вторгнення російських агресорів він вивіз нас із міста. Їхали великою компанією: він зібрав знайомих, дівчат-студенток, ми взяли своїх двох котів. Вибралися трьома машинами у Вінницьку область до батьків чоловіка.
Там він одразу записався до тероборони, потім попрямував до військкомату. Коли Сергій проходив комісію, ми з дітьми були завжди поруч, ходили разом із ним, у всьому його підтримували.
Під час навчання він потрапив у миколаївську бригаду (в/ч А4718). Ми й туди до нього приїхали. Дві ночі спали в автомобілі, але були поруч.
Потім він опинився під Кліщіївкою, у 22-й механізованій бригаді — морській піхоті. Під час першого ж свого бою потрапив у “мінусову зону”. Мій чоловік був кулеметником, усе доводилося нести на собі: кулемет, снаряди, і це — під постійними обстрілами. Окоп копав шматком шиферу, який знайшов десь поруч.
Перед тим як Сергій ішов у свій останній бій, ми спілкувалися телефоном і він сказав: “Я налаштувався, що все буде добре”. Цього дня в моєї мами був день народження, він набрав її, привітав. Це було його останнє спілкування з родиною. Про те, що мій чоловік загинув, мені повідомив його побратим телефоном. Із бою він вийшов неушкодженим, але касетна міна прилетіла, коли вони розвантажували машину в зоні евакуації”.
Кулеметник 22-ї ОМБ Сергій Зеленюк загинув 21 липня 2023 року під час виконання бойового завдання в селі Кліщіївка Бахмутського району.
Похований на Алеї пам’яті захисників України ірпінського кладовища.
Рішенням Ірпінської міської ради Сергію Зеленюку присвоєно звання «Почесний громадянин міста Ірпінь» (посмертно).