Родился 7 октября 1904 года в поселке Короп, Черниговской области на Украине.

На военной службе с 1923 года. Окончил Качинскую военную школу лётчиков (1927), Военно-воздушную академию РККА (1932) и её оперативный факультет (1936). С 1927 года – лётчик, старший лётчик, командир звена, начальник штаба эскадрильи. С 1932 года – командир эскадрильи авиаполка, бригады, заместитель командира, с января 1941 года – командир авиадивизии. С начала Великой Отечественной войны – в действующей армии: командовал 31-й авиадивизией на Западном фронте, с декабря 1941 года – ВВС 61-й армии. С января 1942 года – заместитель командующего ВВС Калинининского фронта, с февраля – Волховского фронтов, затем командовал ВВС Калининского фронта, 1-й авиагруппой и 7-й ударной авиагруппой Ставки ВГК. С июня 1942 года – заместитель командующего ВВС Юго-Западного фронта, с сентября 1942 года и до конца войны командовал 16-й воздушной армией на Сталинградском, Донском, Центральном, Белорусском, и 1-м Белорусском, фронтах. Принимал активное участие в Московской, Сталинградской и Курской битвах, в Белорусской, Варшавско-Познанской, Восточно-Померанской и Берлинской операциях. При руководстве войсками С.И. Руденко проявил высокие военные и организаторские способности, твёрдую волю и личное мужество. За искусное командование воздушной армией и проявленный героизм ему присвоено звание Героя Советского Союза. После войны С.И.Руденко продолжал командовать воздушной армией. С 1948 года – командующий ВДВ, с сентября 1949 года – начальник Главного штаба ВВС, с августа 1950 года – командующий дальней авиацией – заместитель главкома ВВС. С июня 1953 года снова – начальник Главного штаба – 1-й заместитель главкома ВВС. С февраля 1958 года – 1-й заместитель главкома и член Военного совета ВВС. С мая 1968 года – начальник Военно-воздушной академии. Настойчиво занимался совершенствованием учебного процесса и улучшением методической подготовки профессорско-преподавательского состава. Автор ряда трудов по использованию авиации на войне, профессор (1972). С августа 1973 года – в Группе генеральной инспекции МО СССР. Депутат Верховного Совета СССР II и VI созывов. Награждён шестью орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, четырьмя орденами Красного Знамени, двумя орденами Суворова I степени орденами Кутузова I степени, Суворова II степени, Отечественной войны I степени, «За службу Родине в ВС СССР» III степени, медалями, а также иностранными орденами.