Пребывание в плену не помешало свежеиспеченному Худякову делать весьма успешную карьеру в рядах Красной Армии. В конце 1919 года он возглавил полковую команду конных разведчиков. Потом командовал взводом и был помощником командира эскадрона. Вместе со своим эскадроном и другими частями 11-й советской армии Худяков вошел в Баку в мае 1920 года, а затем боролся с партизанскими отрядами мусаватистов в Азербайджане. В этих боях он был дважды ранен и один раз контужен. В апреле 21-го года Худякова послали на кавалерийские курсы усовершенствования командного состава в Тифлис. После окончания курсов, в июне 22-го, его направили в 1-й корпус червонного казачества на Украину. В связи с резким сокращением армии, с 5,5 миллиона человек в конце 1920 года до 1 595 тысяч человек к концу 1921 года и до 516 тысяч — к концу 23-го, бывший помощник командира эскадрона сначала смог получить лишь должность взводного. Однако вскоре вырос до командира сотни. В 1925 году окончил кавалерийские курсы усовершенствования командного состава (ККУКС) в Ленинграде и стал начальником полковой школы. Последняя должность Худякова в кавалерии — помощник командира полка (в 1930 году ему даже пришлось исполнять обязанности полкового командира).
В 1931 году судьба Сергея Александровича претерпела крутой поворот. Партия, в которую он вступил еще в 1924 году в рамках так называемого «ленинского призыва», бросила лозунг: «Трудовой народ, строй воздушный флот!» 29-летнего кавалериста направили учиться на командный факультет Военно-воздушной академии имени Н.Е. Жуковского. Этот факультет готовил, собственно, не летчиков, а штабных работников и высших командиров авиации, и его выпускники умели летать весьма условно. Правда, и летной подготовкой Худяков не пренебрегал. Уже в первый год учебы в академии налетал 148 часов, в том числе 8 — ночью. Позднее проходил практику в качестве летчика-наблюдателя. Однако асом так и не стал, да и в воздушных боях ни разу в жизни не участвовал. Тем не менее учился Сергей-Арменак хорошо и по окончании академии в 1936 году получил блестящую аттестацию: «Подлежит выпуску по 1-у разряду. Достоин присвоения звания майора. Может быть назначен на должность командира эскадрильи». Однако командование эскадрильей Худякову, умевшему летать только на устаревших учебных самолетах, все же не доверили. Иначе, боюсь, его жизнь могла бы оборваться в одной из авиакатастроф значительно раньше, чем это произошло на самом деле. Ведь в 30-е годы советские ВВС держали прочное первое место в мире как по общему числу самолетов, так и по их аварийности. Да и подчиненным с командиром, едва научившимся летать, наверное, пришлось бы несладко. К общему удовлетворению, Сергей Александрович получил довольно непыльную должность — начальника оперативного отдела штаба 5-й тяжелой бомбардировочной бригады в ВВС Белорусского военного округа. Здесь не надо было подниматься в воздух. Сиди в кабинете и работай с картами и документами — чем плохо? Через год Худяков вырос до начальника оперативного отделения в штабе авиации округа. Стремительное восхождение по ступенькам авиационной иерархии было связано с начавшимися в 37-м году широкомасштабными репрессиями в Красной Армии. Освободившиеся вакансии заполнялись молодыми командирами-коммунистами, которых в тот момент считали «благонадежными» и никак не связанными