Родился 7 марта 1967 г. во Львове. В 1992 г. закончил Львовский государственный университет им. И.Франко по специальности "правоведение".
В 1992-1997 гг. работал на разных должностях и предприятиях г.Львова.
1998-2000 гг. - заместитель председателя - начальник департамента "Центра развития украинского законодательства" (г. Киев).
В 2000 г. - адвокат адвокатской компании "Правис", затем - начальник информационно-аналитического управления НАК "Нафтогаз Украины".
2000-2006 гг. - старший партнер адвокатских компаний "Правис" (впоследствии компания сменила название на "Резников, Власенко и партнеры").
2006-2008 гг. - партнер юридической фирмы "Магистр и партнеры".
В марте 2008 г. был назначен заместителем председателя Государственной налоговой администрации Украины.
В июне 2008 г. принял присягу народного депутата Украины, избранный по списку Блока Юлии Тимошенко (№170 в списке). Член фракции "Блок Юлии Тимошенко - "Батькивщина".
В парламенте VI созыва входит в состав комитета Верховной Рады Украины по вопросам правосудия.
В течение своей адвокатской деятельности Сергей Власенко принимал участие в ряде резонансных дел. В частности, в 2004 г. он защищал интересы кандидата на пост Президента Украины Виктора Ющенко по делу о массовых фальсификациях во время второго тура выборов, в 2005 г. принимал участие в приватизационных спорах вокруг "Криворожстали" и "Никопольского завода ферросплавов".
Также защищал авторские права известного украинского исполнителя Андрея Данилко (сценический псевдоним Верка Сердючка), отстаивал интересы иностранного предприятия "Интер-медиа" по иску о признании права собственности на долю в уставном фонде украинского телеканала "Студия "1+1".
В 2011-2012 гг. Власенко является защитником Юлии Тимошенко по делу относительно газовых соглашений Украины и РФ.
Беспартийный.