Сергей после военного института начинал офицерскую службу с должности командира мотострелкового взвода. Позднее он руководил штабом и был заместителем командира воинской части в городе Владимир-Волынский Волынской области. В начале 2013 года Шаптала возглавил 300-й полк Черновицкого отдельного механизированного полка. 

После его расформирования в конце того же года, он стал командиром 128-й отдельной гвардейской горно-пехотной Закарпатской бригады 13-го армейского корпуса Сухопутных войск Вооруженных Сил Украины с местом базирования в Мукачево.

Весной 2014 года во главе бригады Сергей принял участие в боевых действиях на Донбассе. Военнослужащие 128-й бригады заняли позиции в Луганской области, в районе Лисичанска, Северодонецка и Рубежного. 

Также бойцы ВСУ под руководством Шапталы длительное время обороняли город Дебальцево. В феврале 2015 года, когда в критической обстановке командование сектора «С» покинуло боевые позиции, Дебальцевская группировка войск перешла под командование полковника Шапталы. 

При выводе украинских войск из города Дебальцево его бойцы пытались до последнего держать занятые позиции, выполнив свои задачи в полном объеме и оставив Дебальцевский плацдарм в последнюю очередь. Благодаря комбригу Шаптала оттуда удалось вывести 2475 бойцов ВСУ. 

По версии украинского журнала «Власть Денег» полковник Шаптала стал человеком месяца. За мужество, героизм и высокий профессионализм Сергей был награжден званием Героя Украины с вручением ордена «Золотая Звезда». Кроме того, в феврале 2015 года Шаптала был награжден орденом Богдана Хмельницкого III степени.

По воспоминаниям Шаптала, на Донбассе самым тяжелым было начало боевых действий. Тогда бригада только училась всему. Не менее сложно его бригаде было под Дебальцево. Тогда выполняла свои боевые обязанности с сентября 2014 года в Дебальцево. Весь этот период обстановка была более-менее стабильной.

А уже с начала нового года ситуация стала накаляться. Противник начал активно наступать, с задачей захватить украинских военнослужащих в Дебальцево и ближайших населенных пунктов.

В январе 2015 года несмотря на минские переговоры на Дебальцевском направлении перемирия не было. И на протяжении еще пяти дней 128-я бригада выполняла обязанности по обороне города. 17 января Генштаб принял решение о выводе войск из Дебальцево в Артемовск. 

По словам Шаптала, бригада при выходе из города понесла минимальные потери. Уже после того, как бойцы ВСУ отошли из Дебальцево, противник занял город. До этого ни одна позиция личным составом бригады не была сдана.

Любопытно, что осенью 2016 года Следственный комитет Российской Федерации открыл уголовное дело в отношении комбрига 128-й бригады. Шаптале вменялось то, что он выполняя заведомо преступные приказы Минобороны, открыл огонь из артиллерии по гражданским объектам. 

В результате якобы обстрелов с украинской стороны два человека погибли и еще более двадцати получили ранения различной тяжести. Кроме того, поврежденными оказались более сотни жилых домов и других объектов.

В 2017 году Сергей был назначен на должность начальника штаба — первого заместителя командующего войсками оперативного командования «Юг» Сухопутных войск украинской армии.

На День независимости в 2018 году Шаптала получил звание генерал-майора. Через два года он стал командующим ОК «Запад». В июле 2021 года президент Украины назначил Шапталу руководителем Генштаба украинской армии.

В Киеве на территории Национального университета обороны Украины имени Ивана Черняховского (проспект Воздухофлотский №28) установлено стелу с именем Героя.