После чего десятки главных ролей он сыграл в театре драмы. В их числе Коровьев из «Мастера и Маргарита» М. Булгакова, Саша Ломакин из «Огонек в степи» Е. Шорникова, Венечка из «Берендея» С. Носова.И многие другие - «Наш Декамерон» (Он), «Багровый остров» Михаила Булгакова (Ликки-Тикки), «Чевенгур» Андрея Платонова (Прокофий Дванов), «Додо» (Генри), «Тойбеле и ее демон» Исаака Башевиса-Зингера (Гимпа-дурень), «Новый американец» Сергея Довлатова (Марков), «На дне» (Сатин), «Женитьба Фигаро» Пьера Бомарше (Бридуазон), «Завтрак у предводителя» Ивана Тургенева (Балагалаев). Знаковым для актера стал 2004 год: 49‑летний Сосновский получил звание народного артиста России, дебютировал в кино и был приглашен Олегом Табаковым в Московский художественный театр.
- Театр будто ждал этого артиста – Сергею Валентиновичу не пришлось ожидать ролей, приживаться в новом коллективе, он просто занял в нём своё место, - отмечают в МХТ.Сотрудничество с ведущими режиссерами страны не заставило себя ждать. Сергей Владимирович — это Призрак в «Гамлете» и Шабельский в «Иванове» Юрия Бутусова, это старший Головлёв в «Господах Головлёвых», следователь Тупольски в «Человеке-подушке», Джонатан Пичем в «Трёхгрошовой опере» и Анисим Аллилуя в «Зойкиной квартире» — спектаклях Кирилла Серебренникова. Сотрудничество актёра и режиссёра продолжилось в «Гоголь-центре», где Сосновский сыграл Плюшкина в «Мёртвых душах» и Батю в «Палачах». Это также несколько ролей в «Живи и помни» Владимира Петрова, Густав в «Пьяных» Виктора Рыжакова; Сарафанов в «Старшем сыне» и Сорин в «Чайке» Константина Богомолова, поставленных в «Табакерке».
- Актёр выразительный, весь на нерве, с крепкой школой психологического театра, какую в Москве уже не сыскать, – так писали критики о его появлении на мхатовской сцене.Одними из последних ролей Сосновского на сцене стали Сумароков в спектакле «В окопах Сталинграда», Томас в спектакле «Враки, или Завещание барона Мюнхгаузена» и Шейлок в «Венецианском купце». Сергей Сосновский после переезда в Москву также снимался в фильмах и сериалах - «Охота на пиранью» Андрея Кавуна (2005), «Троцком» Александра Котта (2017), «Заводе» (2019) и «Методе» (2015) Юрия Быкова и в других картинах.
За работу в спектакле «Человек-подушка» / The Pillowman» вместе с другими создателями спектакля Сергей Сосновский удостоен театральной премии «Чайка» (2007) в номинации «Лучший актерский ансамбль». Трижды лауреат премии Благотворительного фонда Олега Табакова: в 2006 году был награждён «За талантливое многообразие характерных ролей в спектаклях МХТ имени А. П. Чехова последних лет», в 2008-м — «За способность открывать новые возможности актерского искусства в познании причудливых извивов человеческой психики» (спектакль «Человек-подушка / The Pillowman“, МХТ), в 2009-м — за роль Сарафанова в спектакле «Старший сын» (Театр п/р О. Табакова). За роль Сарафанова в «Старшем сыне» был награждён театральной премией газеты «Московский комсомолец» (2009).- Театр мне по-прежнему в радость – ведь я играю на сцене с середины 70-х. А в кино я не так давно – с 2004 года. А театр… Знаете, кто бы что бы ни говорил, в театре все движется по нарастающей – становится все интереснее и интереснее, - говорил актер.