Сергей Сергеевич Орлов родился 22 августа 1921 года в селе Мегра (ныне Вытегорский район Вологодской области).

После начала Великой Отечественной Войны вступил в истребительный батальон народного ополчения Белозерска, составленного из студентов-добровольцев. Спустя два месяца его направили в Челябинское танковое училище. 17 февраля 1944 года командир взвода тяжёлых танков «КВ» С. С. Орлов 33-го отдельного гвардейского тяжёлого танкового полка прорываедва не сгорел заживо в танке, следы от ожогов остались на его лице на всю жизнь. Следы ожогов он впоследствии маскировал, отпуская бороду. Свидетелем поджога танка Орлова оказался историк-фронтовик Николай Никулин, кратко описавший это событие в своей книге «Воспоминания о войне» (глава «Новелла IX. Новгород»).

В 1946 году вышла вторая книга стихов Орлова «Зоров Илья», привлекшая внимание к поэту.

Одно из наиболее известных стихотворений Орлова — «Его зарыли в шар земной» (1944) — написанное ясным, образным простым языком, напоминает читателю о павших. Через много лет после окончания войны в лирике Орлова главной темой всё ещё оставалось пережитое на войне и воспоминания о погибших товарищах.

Умер Сергей Сергеевич Орлов 7 октября 1977года, в возрасте 56 лет, в Москве.