Герой Советского Союза.
Командир 269-го стрелкового полка 136-й стрелковой дивизии 38-й армии Воронежского фронта, подполковник.
Родился 11 ноября 1900 года в городе Конотопе Сумской области в семье рабочего-железнодорожника. Украинец. Окончил четыре класса городского училища.
В 1920 году добровольцем ушёл в Красную Армию. Принимал участие в Гражданской войне. В 1935 году окончил Военно-инженерную академию. В боях Великой Отечественной войны с 1941 года. Воевал на Воронежском фронте.
В ночь на 2 октября 1943 года 269-й стрелковый полк 136-й стрелковой дивизии под командованием С.Ф. Проценко форсировал Днепр южнее Киева и закрепился на острове Казачьем, имевшем важное тактическое значение. Наши передовые подразделения получили возможность перерезать шоссе Киев — Обухов и занять командные высоты, что создавало благоприятную обстановку для переправы через Днепр основных сил.
Благодаря решительности и высокому командирскому мастерству С.Ф. Проценко батальон не только избежал окружения, но и нанёс удар по врагу, принудив его к отступлению. Сотни гитлеровцев нашли себе смерть на острове Казачьем.
3 октября 1943 года, несмотря на большие потери, немцы возобновили контратаки. Над островом появились вражеские самолеты. Вокруг рвались снаряды и бомбы. Одна из бомб взорвалась вблизи от командного пункта. Отважный командир 269-го стрелкового полка Степан Федосеевич Проценко был смертельно ранен осколками. Похоронен в Киеве в Парке Вечной Славы.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 января 1944 года за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом мужество и героизм подполковнику Степану Федосеевичу Проценко посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.
Награжден орденом Ленина, орденом Красной Звезды, медалями.