Сергей Бархин создал сценографию более чем для двухсот театральных постановок в России и за рубежом.

В разные годы Бархин был главным художником Музыкального театра имени Станиславского и Немировича-Данченко и Большого театра. Он был основателем и бессменным руководителем кафедрой сценографии Российской Академии театрального искусства. С 80-х годов прошлого века Сергей Бархин — постоянный соавтор спектаклей Генриетты Яновской и Камы Гинкаса в Московском ТЮЗе.
«Сереженька — тот человек, который, может быть, самый близкий, последние сорок лет на земле для нашего семейства. Гениальный художник, абсолютно оригинальный человек, добавить ничего невозможно, я не знаю, как мы будем дальше работать в театре без него, потому что он очень большая часть наших спектаклей», — сказала режиссёр, народный артист России Кама Гинкас.
«Ушел из жизни очень крупный человек, очень крупный художник, я бы даже сказал очень крупный мыслитель Серёжа Бархин. Сейчас мне приходит на ум такая фраза — когда-то он мне сказал, что нужно писать и все записывать, потому что это такое наслаждение, потому что ты можешь перенести своего героя куда угодно. И никто над тобой не командует. Вот эта мечта о собственном творчестве, независимости ни от режиссеров, ни от театров, ни от обстоятельств, быть может, и является главной чертой Сережи», — отметил народный художник России Борис Мессерер.
Они с сестрой-близнецом Татьяной Бархиной основали издательство «Близнецы», где издавали свои книги и книги о своем роде — их предками были купцы Хлудовы и Найденовы.