В 1941 году  Сергей Леонтьевич был призван по мобилизации, прошел курсы обучения на артиллериста-минометчика 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 награжден Орденом Красной Звезды. После лечения в госпитале был откомандирован в 545-ый Дивизион особого назначения, подчиняющийся лишь Генштабу в Москве. 545-ый Дивизион вместе с 1-м Украинским фронтом шел на Берлин через Белоруссию и Польшу.

Сергей Ильин принимал участие в форсировании реки Одр.

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