На чемпионатах мира дважды становился чемпионом и по разу серебряным и бронзовым призёром в каноэ-двойках и четвёрках на дистанциях 200 и 500 м.
Пятикратный Чемпион Европы 2002, 2006, 2008, 2009 годов.
Допинговый скандал
В 2003 году на Чемпионате мира по гребле на байдарках и каноэ в Гейнсвилле (Джорджия, США) Сергей Улегин в составе каноэ-четвёрки выиграл золото на дистанциях 200 м и 500 м и серебро в каноэ-двойке на 500 м. Однако допинг-тест Сергея Улегина дал положительный результат. На основании чего Международная Федерация Каноэ аннулировала результаты сборной России на этом чемпионате (с участием Улегина) и дисквалифицировала спортсмена на два года.