В армию Сергей Васильевич был призван после окончания железнодорожного техникума в 1939 году. Война застала его, когда служба подходила к концу.

В начале октября 1941 года воинская часть, в которой он служил, была переброшена с Дальнего Востока под город Тихвин, где велись ожесточенные, оборонительные бои. Линия фронта часто изменялась, оборонительные рубежи готовились наспех, в траншеях была вода, спать солдатам приходилось под открытым небом, укрывшись плащ-палатками.

В середине ноября 1941 года войска Красной Армии начали наступление на Тихвин. Сергей Ульянов обеспечивал связь между штабом дивизии и наступающими частями. В один из дней декабря был отдан приказ двум связистам об установлении связи. Но связь не удалось установить, так как эти два связиста не вернулись. И начальник штаба дал приказ дедушке. И дедушка отправился на выполнение приказа.

Сначала младший сержант Ульянов шел по траншеям, затем короткими перебежками, то используя пересечения местности, а то от воронки к воронке. И почти добрался до места назначения, оставалось каких-то 50 метров... Это было открытое пространство, просматриваемое со всех сторон. Набрав воздуха, дедушка поднялся и, виляя то вправо, то влево, побежал. Выстрела он не слышал, только почувствовал, как что-то обожгло правое плечо. От резкой боли он упал в грязный снег. Придя в себя, он собрал силы и добежал до траншеи переднего рубежа. Его встретили бойцы. Связь была восстановлена. Ему оказали помощь, но приказали дождаться ночи, так как в той зоне, где он должен был идти, расположен снайпер. В середине ночи он отправился в путь и только к концу следующего дня сумел добраться до своего санбата. За все это время его раненая рука настолько замерзла, что врачам пришлось ампутировать замороженные пальцы.