Sergej Vassilenko, geboren in Odessa, erhielt bereits im Alter von vier Jahren seinen ersten Geigenunterricht. Er studierte an der Neschdanova-Hochschule in Odessa und gleichzeitig bei Leonid Kogan.
Nach ersten Preisen bei dem renommierten internationalen Lysenko – Wettbewerb und dem gesamtsowjetischen Wettbewerb 1985 folgte ein weiterführendes Studium an der Moskauer Hochschule.
Danach arbeitete er als Solist und Konzertmeister bei der Philharmonie Odessa und unterrichtete an der Hochschule Kiew. Konzertreisen mit internationalen Orchestern führten Sergej Vassilenko nach Frankreich, Dänemark, Schweiz, Spanien und Japan. Es erfolgten vielbeachtete Rundfunk- und Fernsehproduktionen. Ebenso führte seine Tätigkeit zur Zusammenarbeit mit anderen großen Künstlern wie z.B. Saulus Sandezkis, Matthias Eisenberg, Sonja Prunnbauer.
Heute lebt Sergej Vassilenko in Deutschland, konzertiert in vielen Ländern, gibt zahlreiche Meisterklassen in Deutschland, Dänemark und Spanien und unterrichtet an seiner eigenen Akademie.