Боевой путь Сергея Ефремова в Великой Отечественной войне начался в феврале 1942 года на Карельском фронте. Первую награду – Орден Красной Звезды – получил 19 февраля 1943 года. К этому времени он уже был опытным боевым летчиком – асом. В 1944 г. за уничтожение 15 автомашин, 60 солдат и офицеров противника, повреждение двух самолетов, уничтожение немецкого склада горючего, а также за 52 боевых вылета на разведку Сергей Ефремов был награжден орденом Боевого Красного Знамени. 19 октября 1944г. летчик С.Ефремов погиб. 26 октября 1944 года лейтенант Сергей Ефремов был награжден Орденом Отечественной войны I степени посмертно. Тело летчика не было обнаружено и долгие годы он считался пропавшим без вести. В 2009 году поисковый отряд «Петсамо» обнаружил останки самолета и летчика. Спустя ровно 67 лет после своей гибели лейтенант 191 истребительного авиаполка Сергей Алексеевич Ефремов был захоронен на аллее Славы в Заполярном.