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  什捷緬科出生於烏留平斯克農民家庭,於1926年加入紅軍,1930年加入蘇聯共產黨,同年畢業於塞瓦斯托波爾高射炮兵學校,進入炮兵部隊服役,任排長、炮兵連連長兼政治指導員、獨立炮兵營參謀長、炮兵團第一副參謀長。後調入裝甲兵,1937年12月畢業於工農紅軍機械化和摩托化學院(1967年稱馬利諾夫斯基裝甲兵學院),任獨立坦克教導營營長。1938年9月進入總參軍事學院高等戰略戰役幹部訓練班學習。  第二次世界大戰期間,1939年9月什捷緬科參加了入侵波蘭,在烏克蘭方面軍第6集團軍司令部作戰部任見習參謀。蘇芬戰爭時在總參作戰部幫助工作,得到了華西列夫斯基賞識。1940年秋畢業於總參軍事學院,進入總參作戰部方向處工作,處長為米哈伊爾·尼古拉耶維奇·沙羅欣。1941年8月起任總參作戰部方向處副處長。莫斯科戰役後,擔任總參謀部作戰部近東處負責人,晉升少將軍銜,參與了英蘇入侵伊朗行動。1942年6月任總參作戰部副部長,參與了克里木戰役、高加索會戰、斯大林格勒戰役等。先後受到了上級安東諾夫、貝利亞的賞識。1943年4月起任總參作戰部第1副部長。由於準備庫爾斯克會戰計劃,得到斯大林的肯定,1943年5月出任總參作戰部部長。每夜子時後要收集整理掌握過去一晝夜從方面軍到師一級的作戰情況,向最高統帥彙報、回答疑問,制定作戰計劃。1943年11月晉升上將軍銜,陪同最高統帥參加德黑蘭會議。1943年底至1944年還作為大本營代表參與瞭解放克里木戰役、列寧格勒-諾夫哥羅德戰役、白俄羅斯會戰之莫吉廖夫戰役、普斯科夫—奧斯特羅夫戰役,1945年6月參與制定粉碎日本關東軍的作戰計劃。  1946年4月起任總參謀部副總參謀長兼作戰部部長,1948年11月晉升一級上將擔任蘇聯武裝部隊總參謀長兼蘇聯武裝力量部副部長,1952年6月任蘇軍駐德叢集參謀長。1953年3月斯大林逝世後擔任蘇軍第1副總長,赫魯曉夫和馬林科夫除掉貝利亞後,認為什捷緬科和貝利亞關係密切,1953年6月什捷緬科被降為中將並任西西伯利亞軍區參謀長,1956年8月31日朱可夫主張下什捷緬科晉升上將軍銜並任總參偵察總局局長,1957年10月28日什捷緬科隨著朱可夫倒臺被降為中將,賦閒1959年什捷緬科任伏爾加沿岸軍區第一副司令,。1961年6月任外高加索軍區第1副司令,1962年7月任蘇聯陸軍參謀長,1964年4月任蘇軍總參謀部動員部部長,晉升上將軍銜,1968年8月任華沙條約組織武裝部隊總參謀長,晉升一級上將軍銜,組織制訂了突襲佔領捷克斯洛伐克作戰計劃。  什捷緬科曾3次被提名授予蘇聯元帥軍銜,但未獲晉升,1952年蘇共19大當選中央候補委員。  著有《新的法律和兵役》,莫斯科1968年版;《關於普遍義務兵役制》,莫斯科1968年版;《蘇聯陸軍》,莫斯科1968年第2版;《戰爭年代的總參謀部》,1—2部,莫斯科1973—1975年版;《二戰的最後六個月》,莫斯科1973年版。《蘇軍的解放使命》,莫斯科1975年版。  克拉斯諾達爾紅旗軍事學院以什捷緬科命名。
謝爾蓋·馬特維耶維奇·什捷緬科(,1907年-2月7日-1976年-4月23日),蘇聯將領,一級上將。