По окончании академии Сергей Александрович Вакин был направлен в действующую армию, где проходил службу в качестве техника авиационной эскадрильи, а в последующем — инженером бомбардировочного полка дальнего действия. После окончания войны Сергей Александрович полностью отдал себя науке В 1956 г. успешно защитил в ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского диссертацию кандидата технических наук на актуальную для ВВС тему.

В январе 1959 г. в академии была сформирована кафедра с принципиально новым научным направлением — «Радиопротиводействие и радиотехническая разведка», а ее первым начальником был назначен инженер-подполковник С. А. Вакин. Одной из основных задач коллектива кафедры были исследования в области РЭП, разработка помеховых сигналов, устойчивых к контрмерам, реализуемым подавляемой стороной. Под руководством Сергея Александровича кафедра принимала активное участие в различных учениях в войсках, проводила летные эксперименты по испытанию новой радиоэлектронной аппаратуры в воздухе. Значительная часть материалов исследований была положена в основу учебных дисциплин новой кафедры. Итогом его многогранной деятельности стало создание научной школы РЭБ. В 1968 г. С. А. Вакин (в соавторстве) издал учебник «Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки», который был переиздан за рубежом.

После увольнения из Вооруженных Сил Сергей Александрович продолжает работать на кафедре в должности профессора.

Автор более 90 научных трудов, имеет на своем счету 18 изобретений.

Подготовил более 50 кандидатов технических наук.

Награжден орденом Красной Звезды, орденом «За службу Родине в Вооруженных Силах» 3 степени, орденом Отечественной войны 2 степени и более чем 20 медалями.