С началом Великой Отечественной войны С. Шпиленя добровольно ушел на фронт в составе 4-й дивизии Народного ополчения Ленинграда. С марта 1942 года находился в санитарном отделе 67-й армии на Ленинградском фронте. Начал службу санитарным инструктором, затем был фельдшером, врачом-биологом в составе эпидемиологического отделения санитарного отдела Невской оперативной группы. Принимал участие в боях у Невской Дубровки и Невского пятачка. Участвовал в боях по прорыву блокады Ленинграда (1943), под Синявином (1943), и снятию блокады Ленинграда (1944). Принимал участие освобождении Ленинградской области и Прибалтики.