Родился 26 июля 1909 года в городе Екатеринодаре (ныне Краснодар). Окончил начальную школу в селе Великие Будища (Диканского района Полтавской области). Работал трактористом. С октября 1931 года в рядах Военно-Морского Флота. В 1934 году окончил Ейскую военно-морскую авиационную школу лётчиков и был оставлен в ней инструктором.

Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. в составе 13-й отдельной истребительной авиационной эскадрильи (ОИАЭ), летал на И-153. Лейтенант С. Е. Войтенко совершил 56 боевых вылета, в 10 воздушных боях лично сбил 1 самолёт противника.

С 22 июня 1941 года старший лейтенант С. Е. Войтенко на фронтах Великой Отечественной войны: в должности заместителя командира эскадрильи 8-го ИАП ВВС Черноморского флота, летал на И-153. 30 октября 1941 года был тяжело ранен при выполнении разведывательного полёта, отправлен в Севастополь для лечения. С июля 1942 года - командир эскадрильи 62-го ИАП, летал на ЛаГГ-3 и Як-1. С апреля 1943 года воевал в 32-м ИАП (31 мая 1943 года преобразован в 11-й Гвардейский ИАП ВМФ), летал на "Аэрокобре". С июня 1943 года служил в Управлении 62-й ИАБР ВМФ, где летал на разных типах самолётов. В июле 1943 года направлен в 6-й Гвардейский ИАП, летал на Як-1, Як-9 и Як-3.

К июню 1944 года помощник командира по лётной подготовке и воздушному бою 6-го Гвардейского истребительного авиационного полка (11-я Гвардейская штурмовая авиационная дивизия, ВВС Черноморского Флота) Гвардии майор С. Е. Войтенко совершил 241 боевой вылет, провёл 45 воздушных боёв, сбил лично 10 и в составе пары 2 самолёта противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 ноября 1944 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 3800).

В декабре 1944 года назначен командиром 43-го ИАП ВВС Черноморского (позже Тихоокеанского) Флота, летал на "Аэрокобре". К тому времени выполнил около 300 боевых вылетов, провёл около 50 воздушных боёв (число воздушных побед не изменилось).

[В составе этого полка воевала эскадрилья самолётов "Адлерский патриот". История её такова. По инициативе чаеводов совхоза имени В. И. Ленина, расположенного в живописной долине недалеко от Адлера, начался сбор средств на постройку авиационной эскадрильи. Это начинание поддержали жители всего района. Собрали по тем временам огромную сумму: 1 миллион 32 тысячи рублей деньгами, 1 миллион 509 тысяч рублей облигациями казначейства и 49 тысяч рублей спецвыплатами. Вскоре на эти деньги было построено 11 самолётов, которые и были переданы личному составу 43-го ИАП ВВС ЧФ].

Участник Советско-Японской войны 1945 года в составе 43-го ИАП ВВС ТОФ (2-я МТАД), летал на самолёте Р-63 "Кингкобра", воздушных побед не имел.

После окончания боевых действий продолжал служить в морской авиации. С 8 февраля 1947 года Гвардии майор С. Е. Войтенко - в запасе. Жил в городе Адлере (ныне - в черте города Сочи Краснодарского края). Вёл военно-патриотическую работу. Умер 21 апреля 1993 года. Похоронен на Адлерском кладбище в городе Сочи. Его имя носит школа в селе Великие Будища Полтавской области.

Награждён орденами: Ленина (21.04.1940, 05.11.1944), Красного Знамени (06.03.1942, 05.11.1942), Отечественной войны 1-й степени (15.04.1944, 11.03.1985), Красной Звезды (30.04.1947); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (03.11.1944).