Преподавал поначалу в КИСИ, а позже в КГХИ. Так же работал искусствоведом в музее. Составил научный каталог Музея искусств ВУАН, собирает потерянные старенькые и новые шедевры для музея, занимал должность заместителя директора по науке и Хранителем. Делал открытия мирового уровня, такие как:
В портрете графа Головкина, изготовленном французской художницей XVIII века, распознал и идентифицировал изображение последнего польского короля Станислава Понятовского. В 1928 г. распознает шедевр мирового значения, работу Лукаса Кранаха Старшего «Адам и Ева» в большой (практически два метра в высоту и полтора в ширину) грязной и потрепанной доске, сохранявшей ещё остатки яркого слоя. Картина была найдена под лестницей в Троицкой церкви, на Васильковской улице. Поначалу находилась в Киевской Лавре на временной выставке, а потом передана в Киевский музей искусств Украинской Академии, где работал тогда С. А. Гиляров. В процессе реставрации картины стало ясно, что сначало это были две отдельные картины — диптих. Соответственно она была разбита на две доски. При расчистке картины была найдена и соответствующая «подпись» Кранаха — изображение змея с гребнем на спине и кольцом в носу. Скоро после того, как диптих был отреставрирован и атрибутирован, в музей явилась особая Комиссия представителей Госторга РСФСР и УССР, которая занесла диптих в перечень работ, созданных для реализации за границей (в рамках принятой Политбюро программки раздобывания валюты за счёт реализации шедевров Западного искусства). С. А. Гиляров всеми вероятными силами противостоял изъятию диптиха, слал телеграммы в разные инстанции, отрешался выдавать шедевр, ставший гордостью музея. Им была написана, а Всеукраинской академией стремительно издана на украинском языке (с французским резюме) брошюра «Новонайденное произведение Кранаха в Музее искусства ВУАН» (Киев. 1929). Но силы были неравными: 29 августа 1929 года «Адам» и «Ева» были переданы уполномоченному Госторга для отсылки в ленинградскую контору «Антиквариат». В мае 1931 г. диптих был продан на аукционе в Берлине за сумму, немного превосходящую 10 тыщ баксов. Потом диптих находился у голландского антиквара Жака Гудстиккера, а после войны попал в США (тщательно о судьбе диптиха). В текущее время находится в США, в музее Нортона Саймона (г. Пасадена, Калифорния) и другие.Знаток мировой культуры был не выездным и был ограничен в литературе, но вел переписку с сотрудниками на зарубежных языках. Данного было довольно, чтоб ещё в 1933 г. арестовать и высадить. Во время войны Гиляров пробует сохранить экспонаты но предупредить планомерное и тщательное разграбление киевского Эрмитажа германскими оккупантами он не может. После войны коллекция возрождалась, и картины ворачивались к для себя в дом. B августе 1944 года музей был открыт для гостей. Гиляров получает должность — директора Киевской музейной группы. Потом обвинен в пособничестве германцам, посажен в кутузку и 8 февраля 1946 г. погибает в поликлинике Лукьяновской кутузки от истощения.
После себя оставил отпрыска — Гилярова Меркурия Сергеевича.
Ученики
Учеников было много, посреди их такие как:
в Киевском государственном институте строительства и архитектуры:
Асеев Ю. С. Василевич Г. М. Ежов В. Каракис И. Ю. Кривоглаз О. Б. Самойлович В. П. Тищенко Н. П.в КГХИ
Билецкий П. А Молошенко О. М.Оценки Творчества
Так отозвался о своём учителе Тищенко Н. П.:
Само преподавание предмета, связанного с искусством, подразумевает и манеры, и состояние души, и даже позу во время сиденьяАдресок
ул. Толстого, 43, кв. 1, 1 этаж. г. КиевПамять
в 1996 году неподалеку от Государственной Академии изобразительного искусства и архитектуры установлен мемориальный монумент жертвам репрессий.На бронзовой табличке памятника посреди имён репрессированных есть имя Сергея Гилярова. Каждый год около монумента проходит церемония посвящения в студенты этого Университета. (Монумент находится по адресу г. Киев, ул. Смирнова-Ласточкина, около д. 20, метро: «Лукьяновская», «Золотые ворота»).
Временами устраиваются конференции посвященные Сергею Гилярову.