Воевал на Северо-Западном и Степном фронтах. Только за период с 18 по 21 августа 1943 г. санитарный взвод под его руководством вынес с поля боя 150 бойцов и офицеров, из них 117 с личным оружием. Лично Григорьян вынес в эти дни 26 раненых с оружием.
В октябре 1943 г. Сергей Вартанович принял свой последний бой: «За время наступательных боев на Степном фронте 4.10.43 проявил стойкость, отвагу и геройство в бою с немецкими захватчиками, работая командиром взвода, умело организовал вынос раненых. Его взводом спасено 250 человек раненых с их оружием. Лично вынес 40 раненых с их оружием. 4.10.43 в бою за деревню Анновка Днепропетровской области на протяжении суток находился в окружении с командиром батальона. В то время когда танки ходили по щелям, тов. Григорьян, проявляя героизм, не считаясь с жизнью, находился под танком, а когда танк проходил, бросил противотанковую гранату, вследствие чего имел на своем счету один подбитый танк. Когда командир батальона поднял бойцов в атаку для прорыва кольца окружения, танк стрелял по пехоте и командиру батальона тов. Григорьян спас жизнь, закрыв его телом будучи сам смертельно раненым1». Тяжелораненый С.В. Григорьян был доставлен в санитарную часть в село Днепрокаменка, в перевязочной которой он позже и скончался. Его похоронили в этом же селе на высоком берегу Днепра.