Родился 25 декабря 1909 (7 января 1910) года на хуторе Постоялый (ныне Ольховатский район Воронежской области). В 1921 году окончил 4 класса земской школы в слободе Новохарьковке, в 1926 году - 3 класса профтехшколы в городе Россошь (ныне Воронежская область). В 1926-1929 гг. работал слесарем в ремонтно-тракторных мастерских в Россоши. С октября 1929 года в рядах Красной Армии. До февраля 1930 года служил красноармейцем в 17-м авиационном парке (город Гомель, Республика Беларусь).

По решению командования был направлен в 83-й учебный авиаотряд, базировавшийся в Смоленске. Вскоре учебный авиаотряд был преобразован в школу пилотов Белорусского военного округа. После её окончания, в июле 1931 года был направлен в 9-ю авиационную эскадрилью (город Смоленск), но прослужил там всего пару месяцев. В 1931-1934 гг. - лётчик, старший лётчик и командир звена 33-й авиационной эскадрильи (город Бобруйск). Летал на И-4 и И-5. С мая 1934 года - командир отряда 41-й истребительной авиационной эскадрильи (город Брянск). Летал на И-16.

Участник гражданской войны в Испании с 3 ноября 1936 по 7 апреля 1937 гг. в должности командира авиаотряда Республиканских ВВС. Согласно журналу боевых действий, отряд под руководством С. П. Денисова (базировался на аэродроме Алькала-де-Энарес) сбил 49 самолётов противника. Старший лейтенант С. П. Денисов совершил несколько десятков боевых вылетов (в различной художественно-публицистической литературе указывается на 200 боевых вылетов). Летал на И-16, в воздушных боях сбил лично 3 и в составе группы 4 самолёта противника (после возвращения из Испании, на приёме у Я. И. Алксниса сообщил, что сбил 12 самолётов). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 июля 1937 года удостоен звания Героя Советского Союза. В ноябре 1939 года, после учреждения знака особого отличия, ему была вручена медаль "Золотая Звезда" (№ 51).

С июня 1937 по апрель 1939 гг. был командиром 142-й (с мая 1938 - 56-й) истребительной авиационной бригады (город Бобруйск). Летал на И-15бис и И-16. В июле 1937 года получил внеочередное воинское звание "майор", вскоре и "полковник". За 4 месяца 1937 года С. П. Денисов вырос в званиях от старшего лейтенанта до полковника, а в должностях - от командира отряда до командира авиабригады (через эскадрилью и полк)!

С апреля 1939 года обучался на Курсах усовершенствования комсостава при Военной академии Генерального штаба. 24 мая 1939 года был направлен в Монголию, где находился в качестве советника при штабе ВВС 1-й Армейской группы. 22 июля 1939 года был назначен командующим 2-й авиационной армии особого назначения (АОН-2), штаб которой располагался в Воронеже. С мая 1938 года АОН-2 состояла из 4-х авиаполков с общей численностью авиационного парка армии до 310 самолётов.

Участник Советско-Финляндской войны с января по 13 марта 1940 года в должности командующего ВВС 7-й Армии. Умело руководил действиями авиации при прорыве линии Маннергейма. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 21 марта 1940 года награждён второй медалью "Золотая Звезда" (№ 4/II), став 5-м и последним из довоенных дважды Героев Советского Союза.

В апреле 1940 года назначен командующим ВВС Закавказского военного округа (штаб - в городе Тбилиси). 4 июня 1940 года присвоено звание генерал-лейтенанта авиации. 20 июня 1941 года за злоупотребление алкоголем был снят с должности. 17 августа 1941 года назначен начальником Качинской военной авиационной школы пилотов (находившейся в эвакуации в городе Красный Кут, Саратовская область). В 1942 году проверкой были выявлены большие недостатки в работе школы и многочисленные упущения, допущенные самим С. П. Денисовым: "Авторитетом как начальник школы пользуется мало. Лично летает редко и преимущественно на учебных самолётах старого типа. Злоупотребляет спиртными напитками, в силу чего по 2-3 дня не бывает на службе". 4 ноября 1942 года был снят с должности и направлен в распоряжение Командующего ВВС.

Участник Великой Отечественной войны с апреля по 14 декабря 1943 года в должности командира 283-й ИАД (16-я Воздушная армия). Воевал на Центральном и Белорусском фронтах. Участвовал в Курской битве, Черниговско-Припятской и Гомельско-Речицкой операциях. Однако и на фронте С. П. Денисов был замечен в нарушениях дисциплины. Осенью 1943 года от партийной комиссии 16-й Воздушной армии получил строгий выговор и вскоре был понижен в должности. С февраля 1944 по октябрь 1946 гг. был старшим помощником начальника 4-го Отдела по тактической подготовке Управления формирования и боевой подготовки ВВС Красной Армии.

С февраля по сентябрь 1947 года учился на авиационном отделении Высшей военной академии (Военной академии Генерального штаба). С 15 ноября 1947 года генерал-лейтенант авиации С. П. Денисов - в запасе. С октября 1948 года - начальник лётно-испытательной станции авиационного завода № 3, а в октябре 1951 - июне 1953 гг. - начальник лётно-испытательной станции ОКБ М. Л. Миля. Руководил проведением испытаний вертолётов конструкции И. П. Братухина, Н. И. Камова и М. Л. Миля - Б-11, Ка-10 и Ми-4. Освоил пилотирование вертолёта Ми-1. В 1955-1957 гг. был заведующим Московским филиалом Ленинградского института усовершенствования руководящих инженерно-технических работников. В сентябре 1957 года филиал был преобразован в самостоятельное учебное заведение и до декабря 1958 года С. П. Денисов возглавлял Московский институт усовершенствования руководящих инженерно-технических работников. С июля 1964 года работал начальником лаборатории, старшим экспертом и начальником отдела во Всесоюзной торговой палате.

Жил в Москве. Умер 6 июня 1971 года, похоронен на Новодевичьем кладбище (участок 7). Бронзовый бюст С. П. Денисова установлен на хуторе Постоялом (Ольховатский район Воронежской области), где его именем названа улица. В селе Новохарьковка (Ольховатский район) на здании школы, где он учился, установлена мемориальная доска. Бюст установлен также на Аллее Героев в посёлке Ольховатка.

Награждён орденами: Ленина (04.07.1937), Александра Невского (28.07.1943), Красного Знамени (02.01.1937, 29.08.1939), Красной Звезды (03.11.44), Боевого Красного Знамени (10.08.1939, Монголия); медалями.

*     *     *



Список известных воздушных побед С. П. Денисова:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
15.11.1936	1  Фиат-32	в районе Мадрида	И-16
05.12.1936	1  Хе-51  (в группе 1/6)
16.12.1936	1  Хе-51
	1  Ю-52  (в группе 1/3)
	1  Ю-52  (в составе отряда)	в районе Харама
Всего сбитых самолётов - 3 + 4  [2 + 3].

Из фотоматериалов разных лет: