Свой трудовой путь Сергей Соложенкин начал в 1981 году с должности составителя поездов станции Златоуст Южно-Уральской железной дороги. Затем работал станционным диспетчером, заместителем начальника станции, поездным диспетчером, начальником станции Бердяуш, начальником отдела перевозок — заместителем и первым заместителем начальника Златоустовского отделения ЮУЖД, первым заместителем начальника Дорожного центра фирменного транспортного обслуживания, начальником службы грузовой и коммерческой работы.
В 2001 году стал начальником Златоустовского отделения.
А в 2003 году — заместителем начальника Южно-Уральской железной дороги – начальником службы перевозок.
В июле 2004 года Сергей Соложенкин назначен первым заместителем начальника Куйбышевской железной дороги.
7 декабря 2012 года назначен начальником Куйбышевской железной дороги.