Маленький, подвижной, стремительный юноша-подросток, вспыльчивый, задорный и до отчаянности смелый, Сергей быстро завоевал в подпольной организации славу бесстрашного боевика, инициативного мстителя.
С листовками в кармане он появлялся в кинотеатре перед началом сеанса и в момент, когда механик выключал свет в зале, разбрасывал листовки в проходах, клал их на колени зрителям и всегда успешно ускользал из рук взбудораженной полиции.
Часто краснодонцы читали короткие — из пяти-шести слов — листовки, наклеенные на спины расхаживавших по городскому рынку гитлеровских полицейских. Это тоже было делом рук Сергея Тюленина и его боевых друзей. В немецком клубе Сергей похитил фашистское знамя понаделал из полотнища красные флаги и с надписью «Смерть немецким оккупантам!» вывесил их в XXV годовщину Октября на школе имени Ворошилова, на шахте № 1-бис. Советские люди смотрели на эти флаги и сквозь слезы радости говорили друг другу:
Это сделано для нас, советских людей, О нас помнят, мы нашими не забыты.
Темной декабрьской ночью Сергей вместе с молодогвардейцами Любой Шевцовой и Виктором Лукьянченко подкрался к зданию «биржи труда», которую краснодонцы называли гнездом рабства, и зажег его. В огне сгорели списки, подготовленные немецкими рабовладельцами. Тысячи советских людей благодаря этому избавились от немецкой каторги.
Сергей вместе с Кошевым организует из молодогвардейцев партизанский отряд «Молот» для вооруженной борьбы с оккупантами. Юные народные мстители забрасывают гранатами вражеские машины, истребляют немецких солдат и офицеров.
Когда начались аресты молодогвардейцев, выданных предателем, Сергей успел оповестить десять товарищей о грозящей опасности и, убежав из дому, перешел линию фронта и присоединился к частям Красной Армии.
В бою за город Каменск Сергея тяжело ранило. Он попал в плен, но на второй день бежал. Обессиленный, с кровоточащей раной, Тюленин пришел в Краснодон и укрылся на квартире сестры. Но на его след вскоре напали гестаповцы, и Сергей был брошен в застенок.
Страшным пыткам подвергли юного героя озверелые палачи. По три раза в день его избивали плетьми, ломали ему пальцы в щелях железных дверей, загоняли в свежую рану раскаленный шомпол. Сергей боролся стойко, мужественно. Много раз он терял сознание, а когда приходил в себя, то спокойным голосом, приводившим немцев в бешенство, говорил:
— Ну, чего вы ко мне пристаете? Ей-богу, я вам ничего не скажу…
Тогда гестаповцы решили применить «психическую» пытку. Они привели в камеру мать Сергея и начали при нем истязать старуху.