Von 1945 bis 1946 baute er neben seiner Arbeit als Dozent zusammen mit seiner Frau Erna die vom Vater in Berlin-Kaulsdorf errichtete und im Zweiten Weltkrieg zerstörte Spirituosenfabrik wieder auf. 1948 gab er seine Hochschultätigkeit auf und entwickelte die Firma später zu einer der qualitativ führenden Produktionsstätten der DDR. Der zwischenzeitliche Betrieb mit staatlicher Beteiligung wurde 1971 „in Volkseigentum überführt“, Schilkin blieb jedoch noch für ein Jahrzehnt bis zu seiner Pensionierung Betriebsleiter des Volkseigenen Betriebs Schilkin.[2]
Nach der Reprivatisierung 1990 übernahm Sergei Schilkin nochmals die Leitung der jetzt Schilkin GmbH & Co. KG genannten Firma. Nachdem er 1992 die operative Geschäftsführung an seinen Schwiegersohn Peter Mier abgegeben hatte, nahm er weiterhin intensiven Einfluss auf die Entwicklung des Betriebes, die insbesondere durch die Reaktivierung traditioneller Wodka-Marken nach alten Familienrezepturen und die Gründung von Zweigbetrieben in Sankt Petersburg und in den Vereinigten Staaten gekennzeichnet war. 1995 veröffentlichte er seine Memoiren unter dem Titel Hoffe, solange du atmest. Schilkin ist auf dem Friedhof Kaulsdorf bestattet.
