Преподавал сначала в КИСИ, а потом в КГХИ. Так же работал искусствоведом в музее. Составил научный каталог Музея искусств ВУАН, собирает потерянные старые и новые шедевры для музея, занимал должность заместителя директора по науке и Хранителем. Делал открытия мирового уровня, такие как:
Знаток мировой культуры был не выездным и был ограничен в литературе, однако вел переписку с коллегами на иностранных языках. Данного было достаточно, чтобы еще в 1933 г. арестовать и посадить. Во время войны Гиляров пытается сохранить экспонаты но предотвратить планомерное и тщательное разграбление киевского Эрмитажа немецкими оккупантами он не может. После войны коллекция возрождалась, и картины возвращались к себе в дом. B августе 1944 года музей был открыт для посетителей. Гиляров получает должность — директора Киевской музейной группы. Затем обвинен в пособничестве немцам, посажен в тюрьму и 8 февраля 1946 г. умирает в больнице Лукьяновской тюрьмы от истощения.
После себя оставил сына — Гиляров Меркурий Сергеевич.
Учеников было много, среди них большое количество ставших знаменитыми:
в Киевском национальном университете строительства и архитектуры:
в КГХИ
Так отозвался о своем учителе Тищенко Н. П.:
На бронзовой табличке монумента среди имён репрессированных есть имя Сергея Гилярова. Каждый год возле памятника проходит церемония посвящения в студенты этого ВУЗа. (Памятник находится по адресу г. Киев, ул. Смирнова-Ласточкина, около д. 20, метро: «Лукьяновская», «Золотые ворота»).