Как игрок Сергей Могильников основную часть своей игровой карьеры провел в усть-каменогорском «Торпедо». Игрок первой пятерки за 14 сезонов вошёл и в первую пятерку бомбардиров команды. Следующие 4 сезона провёл в Караганде, а потом играл в Магнитогорске и Тюмени. Последние два сезона провёл в родном «Торпедо».

Тренерская карьера также связана с клубами Казахстана и его сборными.

• В 1996 году сборная Казахстана, где Могильников был играющим тренером, выиграла Зимнюю Азиаду в Харбине (Китай).
• В 1997 году в связке с Борисом Александровым они вывели в высший хоккейный дивизион казахстанскую сборную, а также прошли в 1/4 финала на Зимней Олимпиаде в японском Нагано-1998.
• В 2002 году юношеская сборная под руководством Могильникова, выиграв турнир в группе «Б», пробилась в элиту юношеского хоккея.
• В 2007 году на зимней Универсиаде в Турине (Италия) студенческая сборная Казахстана взяла «бронзу» и Могильников вместе с Олегом Болякиным был удостоен звания заслуженного тренера Республики Казахстан.
• В 2008 году «Казахмыс» под руководством Могильникова взял «бронзу» Высшей лиги чемпионата России.
• В 2012 году был главным тренером родного клуба «Торпедо».