Народився Сергій Дмитрович 7 листопада 1939 року в с. Новоселиця Ульянівського району Кіровоградської області. У 1956–1959 роках навчався у Чернівецькому житлово-комунальному технікумі, де отримав спеціальність «Технік-будівельник ПГС». 1959 року був призваний до лав Радянської армії, демобілізувавшись у 1962 році, працював майстром, виконробом, головним інженером СМУ-1 у системі Чернівецького облміжколгоспбуду. Романенко Сергій Дмитрович здобув вищу освіту за кваліфікацією інженер-будівник, навчаючись спочатку в Чернівецькому державному університеті (1966–1969), а потім в Одеському інженерно-будівельному інституті (1969–1971). З 1969 року головував у Сімферопольському райміжколгоспбуді та посідав місце начальника ПМК-3, а з 1974 року керував трестом Кримрадгоспвинбуд. Від 1986 по 1994 роки — перший заступник голови Кримблагробуду і голова Кримблагробуду. Перебуваючи на посаді першого заступника голови, був одночасно начальником зведеного загону кримських будівельників під час ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС і землетрусу в Вірменії. У 1994 році призначений міністром будівництва й інвестицій АР Крим, а з 1998 року очолює ТОВ «Кримагробуд». Почесний професор Кримської академії природоохоронного і курортного будівництва, дійсний член Академії наук будівництва України. Професор Романенко бере активну участь у громадському житті суспільства. У 1972–1974 роках був депутатом Сімферопольської районної ради, депутат Кримської обласної ради 1989—1991 років та депутат Верховної Ради Криму у 1991—1994 роках. Депутат Верховної Ради Криму п’ятого скликання 2006—2010 рр., шостого скликання 2010—2015 рр., виборчого блоку «За Януковича»,член Партії регіонів. Нагороджений Грамотою Президії Верховної Ради УРСР (1981), орденом Дружби народів (1986), є повним кавалером ордена «За заслуги» (ІІІ ступінь 1995 р., ІІ ступінь 2005 р., І ступінь 2009 р.). У 2009 році Сергію Дмитровичу присвоєно почесне звання «Лідер України», а 2002 року він занесений до Золотої книги України «Видатні інженери України», також у 2009 році занесений до книги «Сто провідних будівельників та архітекторів України«. Джерелом радості та душевного тепла для Сергія Дмитровича є близькі люди — дружина, донька, зять і, звичайно ж, онуки, фотографії яких незмінно прикрашають робочий стіл. Старший — 17-річний Сергій, названий на честь дідуся, грає в основному складі команди ФК «Таврія» та в складі юнацької збірної України.