Степан Проценко окончил четыре класса городского училища.
В 1920 году добровольцем ушел в Красную Армию.
Участвовал 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, имевшего важное тактическое значение.
Советские 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 нанес удар по врагу, заставив его отступить.
Сотни гитлеровцев погибли на острове Казачьем.
3 октября 1943 года, несмотря на большие потери, немцы снова контратаковали. Над островом появились вражеские самолеты. Вокруг рвались снаряды и бомбы. Одна из бомб взорвалась поблизости от командного пункта. 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 Феодосиевич Проценко посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.
Награжден орденом Ленина, орденом Красной Звезды, медалями.
В городе Конотопе на улице, где Герой родился и жил, установлена мемориальная доска.
О боевом пути Героя повествуют материалы экспозиции краеведческого музея Конотопа.
Сайт «Герои страны»
Википедия (укр.)