В 1932 году Соколов поступил в Горьковскую бронетанковую школу. После ее окончания служил на Дальнем Востоке, где в 1938 году командовал танковой ротой в битве на озере Хасан. В годы Великой Отечественной войны Сергей Соколов в боях на Западном фронте прошел путь от начальника штаба танкового полка до командующего бронетанковыми и механизированными войсками 32-й армии. После войны он продолжил свое образование в Военной академии бронетанковых и механизированных войск имени Сталина, а затем окончил Высшую военную академию имени Ворошилова. В дальнейшем Соколов, продолжая служить в танковых войсках, командовал дивизией, общевойсковой армией. Затем руководил Московским и Ленинградским военными округами. В 1967 году Сергей Леонидович был назначен первым заместителем министра обороны СССР, а в 1984 – министром обороны. В 1978 году ему было присвоено звание Маршала Советского Союза. Сергей Леонидович был одним из руководителей советских войск во время войны в Афганистане, а также возглавлял оперативную группу Министерства обороны СССР. Фактически он планировал ведение боевых действий афганской армии и советских войск. В общей сложности у маршала Сергея Соколова было 36 российских и советских наград, а также 46 различных орденов и медалей, присвоенных ему зарубежными странами. В 1992 году Соколов вышел в отставку. С этого времени он осуществлял координацию деятельности общественных организаций по делам ветеранов воинской службы и участвовал в работе комиссий по подготовке и проведению мероприятий, посвященных Дню Победы. С 2002 года возглавлял клуб ветеранов-военачальников при московском Доме ветеранов войн и Вооруженных Сил. 1 июля 2011 года Маршал Советского Союза Сергей Леонидович Соколов отметил 100-летний юбилей. Год спустя его имя было внесено в Книгу рекордов России: он стал старейшим из всех маршалов СССР, а также единственным маршалом, перешагнувшим 100-летний порог. 31 августа 2012 года Сергей Леонидович Соколов скончался в Москве на 102-м году жизни. Возможной причиной его кончины стала смерть супруги Марии Самойловны, случившаяся за три дня до этого. Маршал и его жена похоронены на Новодевичьем кладбище столицы.

В Котельниче в честь Соколова названы площадь и школа, в которой он учился. На площади установлена памятная стела, а на школе — доска-барельеф.