Родился 7 октября 1929 года в селе Боровском Алейского (Парфёновского) района Алтайского края. Родители: отец Есенков Василий Фролович (1897 г.р.) и мать Есенкова Анна Ульяновна (1897 г.р.) работали в колхозе. В 1937 г. в связи с болезнью отца семья переехала в г. Алейск Алтайского края. Отец стал работать на швейных предприятиях города, мать — домохозяйка, Сергей Есенков и его брат Есенков Иван Васильевич (1925 г.р.) учились в школе города. С началом Великой Отечественной войны (1941 — 1945 гг.) отца призвали на фронт в ноябре 1941 г., а брата — в 1942 г. Оба они возвратились домой после окончания войны.

В 1948 г. С. Есенков окончил среднюю школу № 1 г. Алейска и поступил в Томский политехнический институт им. С.М. Кирова. Окончил четыре с половиной курса. Однако в феврале 1953 г. с преддипломной практики был призван в Вооружённые силы с присвоением воинского звания техник-лейтенант и направлен для завершения высшего образования слушателем Военной инженерной академии им. Ф.Э. Дзержинского на ракетный факультет (инженер-механик по двигательным установкам ракет).

Академию окончил с отличием в 1954 году и был направлен для дальнейшего прохождения службы инженером-испытателем 1-го Управления 4‑го Государственного Центрального полигона ракетного вооружения МО СССР (г. Капустин Яр Астраханской обл.).

Там пришедшую после академии молодёжь учили первопроходцы полигона В.И. Вознюк, А.И. Носов, В.И. Меньшиков, В.А. Боков, А.С. Калашников, А.Ф. Коршунов, П.П. Яцюта.

На 4 ГЦП прослужил 9 лет (1954 — 1963 гг.) в качестве инженера-испытателя (1954 г.), старшего инженера-испытателя (1955 г.), старшего офицера-испытателя (1960 г.) и ведущего инженера-испытателя (1962 г.). Принимал участие в создании стартовых комплексов (СК) при испытаниях, экспериментальных пусках и принятии на вооружение ракетных комплексов Р-5М, Р-12, Р-14, в создании и испытаниях экспериментального шахтного СК ракеты 63Ш (Р-12 с доработками), затем доработанного этого же СК для 2-ступенчатой ракеты космического назначения (РКН) 63С1 (11К63 — усовершенствованная), участвовал в запуске первого ИСЗ с полигона Капустин Яр 16 марта 1962 г. (начало запусков космических аппаратов серии «Космос»).

1966 год, г. Мирный. Начальник отдела космодрома «Плесецк».

С. Есенков дважды участвовал в составе боевого расчёта 4-го ГЦП при подготовке и пуске ракет Р-5М и 63Ш (Р-12), демонстрации (показе) боевых возможностей ракетной техники высшему руководству страны во главе с Н.С. Хрущёвым перед принятием решений о создании РВСН и развёртывании строительства шахтных пусковых установок в РВСН. В 1963 г., как имеющий опыт полигонных испытаний, С. Есенков назначен в 1-е Управление 53-го Научно-исследовательского испытательного полигона ракетного и космического вооружения МО СССР (Плесецк Архангельской обл.). Там прослужил 21 год (1963 — 1984 гг.) в качестве зам. начальника испытательного отдела наземного технологического оборудования (1963 г.), начальника этого отдела (1964 — 1972 гг.), зам. начальника управления по испытаниям (1972 — 1976 гг.), начальника испытательного управления (1976 — 1984 гг.). Участвовал в работах по созданию новых ракетно-космических комплексов 8К65У, 11К63, 11К65М, стартовых комплексов и технических позиций для этих ракет.

В качестве председателя государственной приёмочной комиссии и зам. председателя межведомственных комиссий осуществлял руководство и контроль за строительно-монтажными работами по переоборудованию технических и стартовых комплексов боевых ракет Р-7А для обеспечения подготовки и запусков РКН на базе этой ракеты.

В результате всех этих работ 17 марта 1966 г. с полигона Плесецк был проведён запуск первого космического аппарата «Космос-112». На следующий год (16 марта 1967 г.) был запущен «Космос-148», а 15 мая 1967 г. «Космос-158» — первые спутники с новых стартовых позиций.

В дальнейшем проводил очень много напряжённой, интересной, ответственной работы по подготовке и запуску РКН с КА оборонного, народнохозяйственного и научного назначения. Участвовал в лётно-конструкторских и государственных испытаниях ракетно-космических комплексов и космических аппаратов всех типов, испытываемых на полигоне.

В течение 30 лет на двух полигонах-космодромах С. Есенков участвовал непосредственно в подготовке и запусках более 500 ракет и РКН с КА.

В 1984 г. по состоянию здоровья приказом Министра обороны был переведен в 50-й ЦНИИ КС МО СССР (п. Болшево-1 Московской области) начальником научно-исследовательского отдела. В 1987 г. вышел в запас (по возрасту), с 1990 г. — в отставку. До 1992 г. работал в этом же институте младшим научным сотрудником (1987 г.), старшим научным сотрудником (1988 г.). Направление работы — использование опыта работы на полигонах.

В 50-м ЦНИИ КС и на полигонах участвовал в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и научного руководителя более чем 15 НИР по тематике полигонных испытаний и перспектив развития космических средств.

1979 год, г. Мирный. Н.П. Есенкова — врач детсада №5 «Теремок»

Женат с 1952 года. С ним вместе прошла все эти годы верная боевая подруга — жена Нина Петровна, врач-педиатр. Работала в городах Капустин Яр и Мирный в лечебных учреждениях, детских садах. У Есенковых двое сыновей - близнецов 1953 г.р. и два внука.

Участвовал в общественной деятельности. Был членом избирательной комиссии в г. Капустин Яр Астраханской области, дважды (два созыва) избирался депутатом городского Совета в г. Мирном, дважды — депутатом поселкового Совета в п. Болшево-1 Московской области. Участвовал в других мероприятиях общественной жизни.

Сергей Васильевич скончался 31 декабря 2008 года. Похоронен на кладбище в Ивантеевке Московской области

Биография С.В. Есенкова имеется в Энциклопедии Космонавтики а также на сайте "Космический мемориал".