Внук революционеров-народников 1870-х — земского врача Александра Александровича Волкенштейна, обрусевшего немца, и Людмилы Александровны Волкенштейн (урожд. Александровой, 1857—1906). В брак Л. А. Александрова вступила через год после окончания гимназии, а летом 1877 года её муж был арестован за пропагандистскую деятельность. Людмила Александровна участвовала в подготовке покушения на харьковскогогубернатора князя Д. Н. Кропоткина. После удачного исполнения террористического акта она была вынуждена выехать за границу, хотя все её участие в акте заключалось в том, что она содержала конспиративную квартиру, где разрабатывался план убийства губернатора. Несколько лет, под именем Анны Андреевны Павловой, она провела в Швейцарии, Франции, Италии, Болгарии. По доносу была арестована 26 октября 1883 года в Петербурге. По «Процессу 14-ти» 24 —28 сентября 1884 года приговорена к смертной казни, замененной 15 годами каторги. Находилась в заключении в Шлиссельбургской крепости до 1897 года, затем отбывала ссылку на Сахалине. Погибла во время расстрела демонстрации в 1906 года во Владивостоке.
Отец Сергея Сергеевича, социал-демократ, публицист, Сергей Александрович (литературный псевдоним «Сергей Штейн») умер в 1914 году. Почти тогда же умерла его мать. На воспитание его взяла друг семьи Волкенштейнов, дочь выдающегося хирурга Н. В. Склифосовского Ольга Николаевна Яковлева-Склифосовская, которая жила в Москве[1].
В 1927 году окончил Артиллерийские курсы усовершенствования комсостава РККА в Луге. После их окончания служил уже на командных должностях, был назначен командиром взвода 20-го тяжёлого артиллерийского дивизиона Украинского ВО (Винница). С 1927 года — помощник командира и командир батареи артиллерийского полка 51-й стрелковой дивизии (Одесса). С 1929 года — командир батареи и начальник команды одногодичников в 6-м корпусном артиллерийском полку (г. Вознесенск). С июня 1930 года служил в Научно-техническом управлении Артиллерийского управления РККА: старший инженер, управляющий делами и начальник штаба управления, инженер высшей категории, управляющий делами Артиллерийского НИИ в Ленинграде.
Отлично руководил дивизией в ходе битвы за Днепр. Тогда дивизия поддерживала огнём войска 38-й армии при форсированииДнепра и участвовала в боях на Букринском плацдарме. Затем, в ходе Киевской наступательной операции наступала на Киев уже с Лютежского плацдарма: Волкенштейн по ночам сумел незаметно для противника перегруппировать соединение[2]. 6 ноября 1943 года 17-я артиллерийская дивизия прорыва была отмечена в приказе Верховного Главнокомандующего в числе других соединений и частей 1-го Украинского фронта, которые особо отличились в боях за Киев и в тот же день ей было присвоено почетное наименование «Киевская», а 13 ноября 1943 года — второе почётное наименование «Житомирская»[3]. Однако вскоре пришлось дивизии действовать и в обороне — во время Киевской оборонительной операции, когда командующий немецкойгруппой армий «Юг»фельдмаршалМанштейн бросил свои войска в контрнаступление. Командующий 48-м танковым корпусом генерал Бальк атаковал отчаянно, одними танками, без пехоты, пытаясь овладеть дорогой Житомир — Брусилов. Здесь некоторое время артиллеристам пришлось оборонятся самостоятельно, поскольку стрелковых частей на угрожаемом участке было крайне мало. Волкенштейн расставил свои бригады в населённых пунктах в шахматном порядке, грамотно используя расположение многочисленных хуторов. Успех боя зависел от мастерства и выдержки личного состава от артиллерийских расчётов до комбригов. Гитлеровцы понесли тяжёлые потери от огня прямой наводкой. Сочетая огневые удары с манёвром силами, артиллеристы Волкенштейна вместе с переброшенными к месту прорыва 38-й армиейгенерал-майораМоскаленко и 3-й гвардейской танковой армиейгенерал-лейтенантаРыбалко не только остановили врага, но и разгромили и отбросили его на запад…[2] Вторично был освобождён Житомир. За эту очень сложную операцию дивизия была награждена орденом Красного Знамени, а её командир — орденом Ленина.
Затем генерал Волкенштейн умело руководил своей дивизией в Корсунь-Шевченсковской, Проскуровско-Черновицкой, Львовско-Сандомирской, Восточно-Карпатской, Висло-Одерской, Нижнесилезской, Верхнесилезской наступательных операциях. Почти в каждой из них дивизия действовала образцово. Так, в ходе Проскуровско-Черновицкой операции весной 1944 года, неимоверными усилиями перемещая тяжёлую материальную часть и боеприпасы по весенней распутице, артиллеристы отличились при освобождении городов Бердичев, Проскуров, Каменец-Подольский и Шепетовка. Когда летом 1944 года во время Львовско-Сандомирской операции немецкие войска попытались нанести сильный контрудар и разгромить далеко вырвавшиеся вперёд советские войска, именно артиллеристы генерала Волкенштейна оказались на его пути и совместно с пехотинцами отразили все контратаки, уничтожив 51 танк, 11 бронетранспортёров, 16 миномётных батарей и до полка пехоты противника (наградой комдиву стал орден Кутузова 2-й степени). В Висло-Одерской операции Волкенштей отлично «подготовил действия по прорыву глубоко эшелонированной обороны противника на Сандомирском плацдарме на участке действий 32-го гвардейского стрелкового корпуса с продвижением частей корпуса на глубину до 100 км», за что был награждён орденом Суворова 2-й степени.
Генерал-майор артиллерии С. С. Волкенштейн организовал действия частей в Берлинской и Пражской наступательных операциях. Руководил артиллерийским наступлением при прорыве обороны противника на реке Нейсе южнее города Форст и в боях на Дрезденском направлении[3]. Боевой путь генерал-майор артиллерии Волкенштейн завершил 11 мая 1945 года в Чехословакии.
После Победы продолжал командовать той же дивизией в составе Центральной группы войск. Дивизия дислоцировалась в Австрии, а Волкенштейн одновременно являлся и начальником гарнизона города Кремс. В июле 1946 году руководил передислокацией дивизии в Таврический военный округ (управление разместилось в Симферополе). В мае 1947 года дивизия была расформирована, а его направили на учёбу.
В 1948 году окончил Высшие академические курсы при Высшей военной академии имени К. Е. Ворошилова. С июня 1948 года служил заместителем командира 9-го артиллерийского корпуса РГК по боевой подготовке, с января 1949 — начальником штаба — первым заместителем командующего войсками ПВО Киевского района. С сентября 1952 года состоял в распоряжении командующего артиллерией Советской армии. С января 1953 — заместитель командующего артиллерией Белорусского военного округа. С декабря 1954 — консультант начальника Научно-исследовательского артиллерийского института, а с апреля 1955 — заместитель начальника этого института по артиллерийской инструментальной разведке. С ноября 1956 — начальник кафедры тактики артиллерии Военной академии бронетанковых войск имени И. В. Сталина. С декабря 1958 года генерал-майор артиллерии С. С. Волкенштейн — в отставке.
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1987. — Т. 1 /Абаев — Любичев/. — 911 с. — 100 000 экз. — ISBN отс., Рег. № в РКП 87-95382.
Герои огненных лет. Очерки о москвичах — Героях Советского Союза. Вып. 4. — М.: Московский рабочий, 1980. — С.512-518.
Великая Отечественная. Комдивы [Текст] : военный биографический словарь : в 5 т. / Д. А. Цапаев (рук.) и др. ; под общ. ред. В. П. Горемыкина. — М. : Кучково поле, 2011. — Т. 1. — С. 424—426. — 736 с. — 200 экз. — ISBN 978-5-9950-0189-8.
За мужество и отвагу. Документальные очерки о Героях Советского Союза – уроженцах Полтавской области. – Харьков, 1976. – С.83-84.
Клец В. К. Героизм советских немцев в борьбе против фашистской агрессии в годы Великой Отечественной войны (1941-1945) // Вопросы германской истории: Сборник научных трудов. – Днепропетровск, 2001. – С.63-75.
Клец В. К. Свои против своих: о степени участия советских немцев в борьбе против немецких оккупантов в годы Великой Отечественной войны // Культура: Немцы Сибири. – 2010. – № 1 (18). – С. 21–26