谢尔盖·亚历山德罗维奇·沃尔科夫

2008年4月8日11时16分，联盟TMA-12号载人飞船在哈萨克斯坦的拜科努尔发射场发射升空[5]。其中，沃尔科夫担任指令长，科诺年科是随航工程师，李素妍是太空飞行参与者。2008年7月10日18时48分，他和科诺年科走出舱门，开始了太空行走任务。他们的主要目标是拆除联盟号飞船上的一颗爆炸螺栓，以解决之前的飞船着落困难问题。此任务具有一定的危险性。科诺年科用一把锯齿状的刀切开螺栓外部的绝缘材料，然后安装上消除静电的设备，最后沃尔科夫成功用扳手拧下了这枚长约7.5厘米的螺栓[6]。

远征28

2011年8月3日14时51分，他和萨莫库佳耶夫打开空间站码头号对接舱舱门，开始了舱外任务。他们手动发射了“雪松”号微型卫星，并为星辰号服务舱表面安装了新的激光通信终端设备。任务中，萨莫库佳耶夫负责从码头号对接舱上拆卸起重臂，而沃尔科夫则临时充当“起重机驾驶员”。此外，他们还把装有微生物和蘑菇孢子的容器从码头号对接舱运至星辰号服务舱，最后以地球为背景，拍摄了尤里·加加林、谢尔盖·科罗廖夫和康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基3人的肖像照片，以纪念人类载人航天50周年[7]。

2011年11月22日2时25分，联盟TMA-02M返回舱在哈萨克斯坦中部阿尔卡雷克以北的草原上成功着陆[8]。

远征46着陆

2015年9月2日4时37分，搭载有沃尔科夫、艾登·艾姆别托夫和安德烈亚斯·摩根森三名宇航员的联盟TMA-18M飞船由联盟-FG运载火箭从哈萨克斯坦拜科努尔发射场发射升空[9]。

2016年1月1日，他和尤里·马连琴科、米哈伊尔·科尔尼延科两位俄罗斯同事在国际空间站用中文问候中国人民新年好[10]。

2月3日，他和马连琴科顺利完成了一次太空行走任务。他们在星辰号服务舱外表面取回了欧洲空间局的有机生物样本，并进行了“修复”实验，练习了在空间站外部添加薄膜真空隔热层的方法。他们还将一张存有纪念世界反法西斯战争胜利70周年内容的存储卡投入空间站外轨道，不久后降落至地球大气层烧毁[11]。

2016年3月2日凌晨，他和斯科特·凯利以及科尔尼延科乘坐联盟TMA-18M飞船与国际空间站分离。经过数小时飞行后，飞船返回舱于4时25分在哈萨克斯坦南部的杰兹卡兹甘地区成功着陆[12]。