Священномученик Сергей Васильевич Феноменов числился в списке 50-го пехотного Белостокского полка в городе Севастополе за 1905 год. Можно предположить, что о. Сергий постоянно служил военным священником или при дисциплинарных батальонах.

Последнее место его служения — церковь Усть-Каменогорской дисциплинарной роты в память Преображения Господня. Находилась церковь в упраздненной Усть-Каменогорской крепости и занимала помещение (на 300 человек) во втором этаже каменной казармы (ныне братский корпус Усть-Каменогорского Свято-Троицкого монастыря).В 1918 году, когда в городе Усть-Каменогорске власть была на некоторое время захвачена большевиками, протоиерей Сергий Феноменов был расстрелян ими на глазах у своей семьи (жены и троих сыновей).

Это происходило на расположенном напротив крепости Комендантском острове, где отец Сергий проживал со своей семьей. К телу мученика приставили охрану, которая не разрешала к нему подходить. Через трое суток тело отца Сергия тайно от семьи увезли в неизвестном направлении.
Был реабилитирован по закону Республики Казахстан от 14 апреля 1993 года.

Причислен к лику святых новомучеников и исповедников Российских постановлением Священного Синода от 27 декабря 2000 года.