Sergiu Litvinenco este membru fondator și vicepreședinte al Partidului Acțiune și Solidaritate.
În 2019 a fost ales deputat în Parlamentul Republicii Moldova. Din iunie până în noiembrie 2019 a fost președinte al Comisiei juridice numiri și imunități, ulterior membru al acestei comisii.
În cadrul activității din Parlament, a elaborat și promovat acte normative referitoare la realizarea reformei justiției și pentru combaterea corupției, din domeniul electoral (anularea sistemului electoral mixt) și cel al administrației publice.
Până la alegerea în Parlament, a activat în sistemul administrației publice și în cadrul mai multor proiecte finanțate de Banca Mondială, UNDP, UNICEF.
De asemenea, a activat în cadrul Unității de reformare a administrației publice centrale din cadrul Cancelariei de Stat și a oferit consultanță juridică Comisiei Naționale de Integritate, Ministerului Educației, Centrului de Guvernare Electronică etc.
A mai fost expert în cadrul proiectelor de dezvoltare a capacităților Ministerului Afacerilor Externe și Integrării Europene și Secretariatului Parlamentului Republicii Moldova.
Sergiu Litvinenco este licențiat în drept și are o vastă expertiză profesională în domeniul dreptului și administrației publice.