Родился 2 сентября
1901 года в городе Дмитров Московской области.
В Советской Армии с 1919 года. Окончил Детскосельские командные
курсы тяжёлой артиллерии (1921), экстерном за полный курс –
артиллерийскую школу (1926), курсы усовершенствования командного
состава (1930), Высшие академические курсы при Военной академии
Генштаба (1951).
Участвовал в боях на Южном фронте в 1919 году и в подавлении
Кронштадтского мятежа в 1921 году, рядовой. В 1921-1927 годах
– командир взвода, помощник командира и командир батареи, начальник
связи дивизиона тяжёлой артиллерии особого назначения Высшей
артиллерийской школы комсостава в городе Луга. В 1927-1934 годах
– командир батареи, затем начальник полковой школы 25-го артиллерийского
полка 25-й стрелковой дивизии КВО. С 1934 года – помощник командира
и командир артиллерийского полка 41-й стрелковой дивизии, с
марта 1939 года – начальник артиллерии этой дивизии в Харьковском
ВО. С ноября 1940 года – заместитель начальника артиллерии 6-й
армии, с марта 1941 года – начальник артиллерии стрелкового
корпуса Киевского Особого ВО.
В начале Великой Отечественной войны – начальник артиллерии
6-го стрелкового корпуса, с ноября 1941 года – 40-й армии Юго-Западного
фронта, с сентября 1942 года – 60-й армии Воронежского фронта.
С октября 1942 года и до конца войны – командующий артиллерией
Воронежского (с октября 1943 года – 1-го Украинского) фронта.
Принимал участие в приграничном сражении северо-западнее Львова
и Киевской оборонительной операции. Осуществлял руководство
боевым применением артиллерии при окружении и полном разгроме
группировки противника под Сталинградом. Участвовал в планировании
и проведении артиллерийского обеспечения битв на Курской дуге
и за Днепр. Умело руководил боевыми действиями артиллерии, в
том числе с широким применением крупных артиллерийских соединений,
в Киевской, Корсунь-Шевченковской, Львовско-Сандомирской, Берлинской,
Пражской операциях.
После войны С.С. Варенцов назначался командующим артиллерией
Центральной группы войск (июль 1945 - январь 1947 годов), Прикарпатского
ВО (январь 1947 – июнь 1950 годов), Закавказского ВО (октябрь
1951 – январь 1952 годов), начальником Главного артиллерийского
управления (ГАУ) – заместителем командующего артиллерией Советской
Армии (январь 1952 – май 1953 годов), начальником ГАУ (май 1953
– март 1955 годов). С марта 1955 года – командующий артиллерией,
с января 1961 года по март 1963 года – командующий ракетными
войсками и артиллерией Сухопутных войск. Депутат Верх. Совета
СССР VI созыва.
Награждён тремя орденами Ленина, тремя орденами Красного Знамени,
орденом Суворова I степени, двумя орденами Кутузова I степени,
орденом Красной Звезды, медалями, а также иностранными орденами.
За потерю политической бдительности и недостойные поступки Указом
Президиума Верховного Совета СССР от 12 марта 1963 года освобождён
от должности командующего ракетными войсками и артиллерией Сухопутных
войск, понижен в воинском звании до генерал-майора артиллерии
и уволен в отставку. Лишён звания Героя Советского Союза, ордена
Ленина и медали «Золотая Звезда».