С 1909 года — помощник инспектора Московской духовной семинарии. Одновременно с августа 1910 года — преподаватель Московской духовной семинарии по кафедре философии, логики и психологии, с 1913 года классный воспитатель. Был болен туберкулёзом, прошёл курс лечения кумысом в Башкирии. С 1914 года также преподавал на курсах при Покровской общине сестер милосердия в Москве. В марте 1916 года представил в Совет академии магистерскую диссертацию на тему «Бог во плоти» («Божественные черты в лице и учении Господа нашего Иисуса Христа»).
В 1917—1918 годах — делопроизводитель отдела о высшем церковном управлении Поместного собора.
В 1918 году читал лекции на курсах политпросвета Военизированной охраны. В 1918—1926 годах преподавал русский язык и литературу в средней школе 2-й ступени, затем вышел на пенсию по инвалидности.
С февраля 1920 года — диакон, с мая 1920 года — иерей. Решение о рукоположении принял после беседы с Патриархом Тихоном. В 1920—1923 годы — настоятель храма святителя Николая в Покровском (у Покровского моста). Во внебогослужебное время работал над созданием приходской школы, в которой верующие могли бы изучать Священное Писание, церковный устав, духовное пение. С 1921 года — протоиерей.
С 1921 года преподавал систематическую философию в действовавшей неофициально Московской духовной академии, приват-доцент.
С 1925 (или 1926) года — настоятель храма в честь Грузинской иконы Божией Матери в Никитниках (созданного в приделе закрытого Троицкого храма). Стремился восстановить традиции строго уставной службы. Архимандрит Сергий (Савельев), бывший в молодости прихожанином этого храма, позднее вспоминал:
Под большие праздники совершались «всенощные бдения». Это означало, что мы начинали службу около десяти часов вечера и оканчивали в пять-шесть утра. Хотя внешнее убожество наших богослужений в такие праздничные дни было особенно очевидно, но мы его не видели. Теплота соборной молитвы все преображала, нищета раскрывалась богатством, а души наши преисполнялись светлой радости. По окончании службы была братская трапеза. Она была убога, так, кое-что, но и в ней сладость духовная была неизъяснимой. Она была отзвуком «вечери любви» первых христиан.
Деятель «иосифлянского движения»
В 1927 году выступил с резкой критикой Декларации митрополита Сергия (Страгородского), предусматривавшей далеко идущие уступки советской власти. Вошёл в каноническое общение с митрополитом Иосифом (Петровых). Храм в честь Грузинской иконы Божией Матери был закрыт 30 сентября1929 года.
4 октября 1929 года был заключён в Бутырскую тюрьму. По статье 58-10 приговорён к трём годам ИТЛ, срок заключения отбывал в Соловецком лагере особого назначения. Находился на общих работах, где тяжело заболел (сердечный приступ и сыпной тиф). Находился на лечении в санитарной части лагеря, затем работал помощником провизора (как знающий латинский язык) и лекарским помощником. В 1932 году выслан в город Мезень Северного края, куда также сослали и его жену. Семья жила в бедности за счёт частных уроков, изготовления и продажи бумажных цветов.
С 1934 года супруги Голощаповы жили в Муроме, затем — в Можайске. По воспоминаниям сына Павла,
О. Сергий, несмотря на тяжелейшие обстоятельства и почти полное отсутствие перспективы на улучшение в будущем, не только не падал духом, но постоянно поддерживал его у всех, кто соприкасался с ним в этот период. В крохотной каморке, которую он снимал в Можайске, он устроил себе маленький алтарь, перед которым совершал утренние и вечерние службы, где горячо молился за всех страждущих и обремененных.
Последний арест и мученическая кончина
7 декабря 1937 года был арестован на своей квартире во время совершения всенощной. 9 декабря 1937 года было составлено обвинительное заключение, в котором говорилось, что обвиняемый «имел при себе церковное облачение и тайно ходил по домам, совершая религиозные обряды и вместе с этим вел к.-р. агитацию… Виновным себя не признал, но достаточно уличается показаниями свидетеля Евстигнеева». 16 декабря был приговорён к расстрелу Тройкой УНКВД по Московской области. 19 декабря расстрелян на Бутовском полигоне.
Отец, Иван Александрович, был художником по тканям на Знаменской мануфактуре. По болезни лишился работы, семья бедствовала, но её объединяла и укрепляла глубокая религиозность.
Жена (с 1908 года) — Ольга Борисовна Кормер (1885—1963)[2]. Её мать Прасковья Абрамовна Гольдберг (1854—1938), которая жила с семьёй Голощаповых, — была дочерью крупного московского мануфактурщика, купца первой гильдии Абрама Симховича Гольдберга, чьё имение располагалось в Алексеевском, где жили Голощаповы[3].
Сын — Павел (1916—?), соавтор биографической работы о своём отце.
Учение Св. Писания о кончине мира и предположение новейших учёных о запустении или же разрушении Земли и окружающих её небесных тел // Душеполезное чтение. 1908, № 10, 11, 12.
Православное богослужение и его значение для обновления религиозно-церковной жизни. СПб, 1909.
Журналы собраний Совета МДА за 1908 г. // Богословский вестник. 1909. — № 1. — С. 83-86.
Голубцов С., протод., Голощапов П. Исповедник и мученик протоиерей Сергий Голощапов. — М., 1999. — 16 с.
Дамаскин (Орловский), игум. Мученики, исповедники и подвижники благочестия Русской Православной Церкви XX столетия: Жизнеописания и материалы к ним. Кн. 7. — Тверь: Издательский дом «Булат», 2002. — С. 248—256. — 541 с.
Дамаскин (Орловский), игум. Жития новомучеников и исповедников российских XX в. Московской епархии: декабрь / Общ. ред. митр. Ювеналий. — Тверь: «Булат», 2004. — С. 46—62. — 174 с. — ISBN 5-902112-24-9.
Дамаскин (Орловский), архим. Сергий Иванович Голощапов // Православная энциклопедия. — М., 2021. — Т. LXII : Свенская Печерская икона Божией Матери — Сергий. — С. 742-743. — 752 с. — 39 000 экз. — ISBN 978-5-89572-069-1.