Родился в 1952 году в Одессе. В 1975 году окончил с отличием Одесский политехнический институт по специальности Электронные вычислительные машины. После окончания института был оставлен на работу на кафедре Вычислительных машин, где работал в должностях ассистента, старшего преподавателя, доцента, профессора.   В 1984 году защитил кандидатскую диссертацию в Ленинградском институте точной механики и оптики. С 1987 по 1992 год работал заместителем декана факультета автоматики и вычислительной техники. В 2003 году защитил докторскую диссертацию.   В 2004 году ему было присвоено ученое звание профессора по кафедре интеллектуальных компьютерных систем и сетей. С 2003 года по 2009 год работал в должности директора Института компьютерных систем. С 2009 года работает в должности проректора по учебной и научно-педагогической работе Одесского национального политехнического университета. Область научных интересов - проектирование, контроль и диагностика компьютерных сетей. Им опубликовано более 200 научно-методических статей и две монографии. Имеет 11 авторских свидетельств.   Нестеренко С.А. профессор кафедры интеллектуальных систем и сетей. Им подготовлено десять лекционных курсов по направлению Компьютерная инженерия.

Сергей Анатольевич является председателем специализированного ученого совета К.41.052.08 и членом специализированного ученого совета Д.41.052.01. Под его руководством выполнено 6 кандидатских диссертаций. В 2007 году был избран председателем регионального Совета по информатике и вычислительной технике при южном отделении НАН Украины.