После начала Великой Отечественной Войны вступил в истребительный батальон народного ополчения Белозерска, составленный из студентов-добровольцев.

В составе отдельного Петрозаводского истребительного батальона с 13 по 31 июля 1941 г. принял боевое крещение в боях в районе д. Кяснясельскя (карел. Käznyselgy, фин. Käsnäselkä деревня Пряжинского района КФССР; находится на восточном берегу озера Кяснясенъярви; на шоссе Пряжа – Леметти свыше 120 км западнее г. Петрозаводска).

Ожесточенные кровопролитные бои продолжались до конца июля 1941 г. После чего указанный истребительный батальон расформировали. Орлов идет в Заревский РВК г. Петрозаводска, где в августе 1941 г. призывается в Красную Армию и направляется на обучение в Челябинское танковое училище (сформированное в августе 1941 г.).

Воинская должность – курсант, а воинские звания – «рядовой» и «сержант», командир отделения учебного взвода.

Военное образование: в период с 10.09.41 по 25.02.43 гг. окончил Челябинское танковое училище («командир взвода тяжелых танков» КВ-1с) с присвоением воинского звания «лейтенант» приказом Главного автобронетанкового управления Красной Армии от 22.11.1942).

Воевал в период с 18.03.43 по 17.02.44 гг.

Первый бой состоялся 19.03.1943 г. Командир тяжелого танка КВ-1 Орлов С. С. принял его у приладожской деревни Дусьево Ленинградской области.

Последний бой – 17 февраля 1944 г. (северо-западнее д. Гора Псковской области). 33-й отдельный гвардейский танковый полк прорыва. Орлов был командиром танка КВ-1С.

Очередное воинское звание «гвардии старший лейтенант» присвоено приказом 8-й Армии (Волховский фронт) от 17.09.43.

Орлов С. С. демобилизован по инвалидности 18 июня 1944 г.

День Победы встретил на Белом озере, в устье реки Ковжи.

Воевал на фронтах:

1) с 13 по 31 июля 1941 г. – отдельный Петрозаводский истребительный батальон, Северный фронт;

2) с 18 марта 1943 г. по 01 февраля 1944 г. – 8-я Армия, Волховский фронт;

3) с 01 по 17 февраля 1944 г. – Волховский фронт.

Участие в военных операциях:

1) Оборонительная операция на Петрозаводском направлении;

2) Мгинско-Шапкинская наступательная операция (19 марта – 02 апреля 1943 г.);

3) Мгинская наступательная операция (22 июля – 22 августа 1943 г.);

4) Ленинградско-Новгородская фронтовая наступательная операция (14 января – 15 февраля 1944 г.).

Ранения: Ожог 2-3-й степени лица и обеих кистей рук 17.02.44 г. получил в пылающем танке КВ-1С во время боевых действий за высоту северо-западнее д. Гора Псковской обл.

Лечение в госпиталях:

1) в медико-санитарном батальоне (номер и дата не указаны);

2) в ЭГ 88 в Ленинграде (госпиталь Ленгорздравотдела, оперкойки) с 27 апреля по 03 мая 1944 г.;

3) ЭГ 436 (г. Череповец Вологодской обл., ул. Ленина дом 80) с 03 мая 1944 г.;

4) в г. Череповце (полевые подвижные госпитали 445 и 2226; ЭГ 3591);

5) ЭГ 1931 в г. Белозерске Вологодской обл. с 15 мая по 24 июня 1944 г., из которого выбыл по месту жительства.

Военно-врачебной комиссией по ст. 46, 83 гр. второй Расписания болезней приказа НКО СССР 336 1942 г. по поводу стойкого рубцового обезображивания лица с недостаточностью века на левом глазу, обширных рубцов обеих кистей и пальцев при значительном нарушении их функции после массивного ожога признан негодным к военной службе. Основание: подлинная история болезни 1657 ЭГ 1931; карточка учета раненых и больных 519 ЭГ 3591;

6) с 18 июня 1944 г. признан негодным к строевой службе и уволен в запас;

7) осенью 1945 г. в институте на Охте (под Ленинградом) была сделана сложнейшая пластическая операция глазных век.

Боевые награды: медаль «За оборону Ленинграда», Орден Отечественной войны II степени (приказом от 23.02.1944 года 1/н 99 стрелкового корпуса Волховского фронта), медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».