В январе 2007 года руководил операцией по отбуксированию российского судна «Одиск» под флагом Сьерра-Леоне с опасным грузом из порта Ялты и предотвращения экологической катастрофы. Награждён почетной грамотой Президиума Верховой Рады Автономной Республики Крым.
2 марта 2014 года назначен исполняющим обязанности командующего ВМС ВС Украины.
С 7 марта 2014 года — командующий Военно-Морских Сил Вооруженных Сил Украины.
19 марта 2014 года Сергей Гайдук был задержан сотрудниками ФСБ России в здании штаба военно-морских сил Украины в Крыму по обвинению в том, что он транслировал в воинские части Украины «пришедший из Киева приказ применить оружие в отношении мирных граждан». Перед этим штаб ВМС Украины в Севастополе захватили митингующие жители Севастополя.В тот же день вечером министр обороны РФ Сергей Шойгу обратился к властям в Крыму с просьбой отпустить Гайдука, поскольку он был вынужден выполнять приказы руководства вооруженных сил Украины. 20 марта утром он был освобождён в районе села Чонгар у блокпостов на границе между Крымом и Херсонской областью Украины.
15 апреля 2016 года указом президента Украины Петром Порошенко уволен с должности командующего Военно-Морскими Силами Украины (указ Президента №161 от 15.04.2016). На следующий день президент прокомментировал своё решение в социальной сети Facebook: «Принимая во внимание позицию волонтеров и общественности, а также учитывая системные недостатки в выполнении служебных обязанностей и низкий авторитет среди служебного состава, принял решение освободить Сергея Гайдука с должности командующего ВМС ВСУ».
С апреля 2016 года зачислен в распоряжение Министра обороны Украины (приказ Министра обороны Украины от 18.04.2016 № 328).
В сентябре 2017 года зачислен в аспирантуру Национальной академии государственного управления при Президенте Украины для подготовки соискателей высшего образования степени доктора философии по специальности «Публичное управление и администрирование» (приказ от 28.09.2017 № 700-ос).
В октябре 2017 года уволен из рядов ВС Украины в запас в связи с проведением организационных мероприятий (приказ Министра обороны Украины от 02.10.2017 № 691).
В декабре 2017 года получил Свидетельство об определении уровня владения английским языком в соответствии со стандартом НАТО STANAG 6001 уровень - 2222 (Свидетельство КИМ № 002822 от 28.12.2017).
В феврале 2018 года избран председателем Общественной организации «Ассоциация ветеранов ВМС Украины».