Serhij Leonidowytsch Fessenko (ukrainischСергій Леонідович Фесенко; * 29. Januar1959 in Krywyj Rih) ist ein ehemaliger ukrainischer Schwimmer, der für die UdSSR startete.
Er gewann bei den Olympischen Spielen 1980 in Moskau die Goldmedaille über 200 m Schmetterling und die Silbermedaille über 400 m Lagen. Außerdem wurde er 1977 und 1981 Europameister über 400 m Lagen. Fessenko war mehrmals sowjetischer Meister, so zum Beispiel 1979, 1981 und 1983 über 200 m Schmetterling.