Сергей Коновалов родился в 1920 году в деревне Пески. Сегодня это Рамешковский район Тверской области. Когда ему было 14 лет, семья переехала в Калинин (сегодня – Тверь). Здесь Сергей Коновалов окончил школу фабрично-заводского ученичества и с 1936 по 1940 год работал токарем в инструментальном цехе вагоностроительного завода. Это было время, когда тверские вагоностроители получили ударный заказ. Стране срочно были нужны товарные вагоны. Решено было значительно увеличить их выпуск, поэтому Сергея Коновалову и его товарищам по работе приходилось трудиться не покладая рук. Ну а все свободное время он отдавал занятиям в аэроклубе. И когда в 1940 году Сергея Коновалова призвали в армию, он пошел учиться в Батайскую военную авиационную школу пилотов. В декабре 1942 года он уже был на фронте. Звание Героя Советского Союза Сергею Коновалову присвоено 15 мая 1946 года. Кавалер ордена Ленина, двух орденов Красного Знамени, двух орденов Отечественной войны I степени, двух орденов Красной Звезды.
Свою боевую деятельность Сергей Коновалов начал на Северо-Кавказском фронте в составе 6-го истребительного авиационного полка. Летал на истребителе Як-1. На фронте однополчане быстро оценили замечательные бойцовские качества истребителя Сергея Коновалова. Командир полка выразил всё это одной красноречивой фразой: "За короткий срок из неопытного молодого лётчика вырос в воздушного аса".
Осенью 1943 года шла битва за Днепр. 1 октября восьмёрка Яков вылетела на прикрытие наших войск. Ведущий Сергей Коновалов насчитал большое количество немецких самолётов, идущих к Днепру, - 45 «Юнкерсов» в сопровождении 10 «Мессеров». Семикратное превосходство! Но сколько бы их ни было, они не должны сбросить бомбы на наших пехотинцев и танкистов, форсировавших Днепр. И наш земляк повёл свою восьмёрку в атаку. Истребители, рискуя жизнью, расстроили боевые порядки противника и вынудили немецких лётчиков бросить бомбы где попало и удалиться восвояси.
8 декабря 1944 года четвёрка Яков, ведомая Сергеем Коноваловым, прикрывая наземные войска в районе Рацкерестура, встретила в воздухе около 30 Фоккервульфов -190. Ведущий подал команду атаковать противника и первый пошёл в бой. Умело сманеврировав, Коновалов подошёл к одному из «Фоккеров» на дистанцию 50 - 100 метров и сбил его. Умело увернувшись от вражеского огня, он стремительно сблизился со вторым «Фоккером» и отправил его на землю, вслед за первым. Следуя примеру бесстрашного командира, ведомые сбили ещё 3 немецких самолёта. Атака врага на наши войска была сорвана. Потеряв 5 машин, противник повернул назад, а четвёрка истребителей Коновалова без потерь вернулась на базу.
Всего рабочий парень с Калининского вагоностроительного завода совершил 248 успешных боевых вылетов, участвовал в 100 воздушных боях, сбил 18 самолётов противника лично и 4 - в группе с товарищами. Его заслуги были оценены по достоинству: 15 Мая 1946 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в годы войны, ему было присвоено звание Героя Советского Союза.
После войны Сергей Коновалов окончил Военно-Воздушную академию и продолжил служить любимому делу, сколько позволило здоровье. Выйдя в отставку, он поселился в Калинине, жил недалеко от своего завода, встречался со старыми друзьями, был, как всегда, радушен и жизнерадостен. Но подорванные силы заметно таяли. Сергей Коновалов умер в 1975 году.
На здании цеха Тверского вагоностроительного завода, где трудился Герой Советского Союза Сергей Иванович Коновалов, установлена мемориальная доска.