В 1941 году Сергей Леонтьевич был призван по мобилизации, прошёл курсы обучения на артиллериста-миномётчика в Воронеже присвоено звание сержанта.

В октябре 1943г. получает назначение в 27-й гаубичный артиллерийский полк, ему выделяют в подчинение 6 человек и направляют воевать на Курскую дугу.

Под Курском получает осколочное сквозное ранение в руку.

За мужество, проявленное в боях под Курском, был награждён орденом Красная Звезда.

После лечения в госпитале был откомандирован в 545-й дивизион особого назначения, подчиняющийся лишь генштабу в Москве.

545-ый дивизион вместе с 1-м Украинским фронтом шёл на Берлин через Белоруссию и Польшу.

Сергей Ильин принимал участие в форсировании реки Одр.

Войну закончил в Берлине в 1945 году и сделал надпись на колонне Рейхстага "Мы из Кронштадта".