Сергей Аркадьевич пришел в науку в пятнадцатилетнем возрасте. Свои первые научные труды, которые стали своеобразным итогом проведенных им физических, химических опытов и приобретенных навыков экспериментов в гимназии, он опубликовал в журнале «Физик-любитель». Это стремление и умение объединять теорию и практику он пронес с младых лет через всю жизнь.
     В 1914 году С. Векшинский поступает в Петроградский политехнический институт и с первого курса занимается опытами по исследованию электронно-ионных процессов в лаборатории А.Ф. Иоффе. Начавшаяся через два года Первая мировая война внесла коррективы в жизнь молодого ученого. В составе группы студентов его направили на полтора года в США, где он работал браковщиком по приемке поставок для Российского артиллерийского управления.
     Вернувшись на Родину, молодой ученый совместно с профессором Политехнического института М. Богословским в начале 1921 года приступает к разработке и изготовлению в лабораторных условиях небольших партий приемно-усилительных и генераторных радиоламп. Через год Главэлектро ВСНХ принимает решение об организации в Петрограде завода электровакуумных приборов и назначает Сергея Аркадьевича главным инженером. В начале 20-х годов прошлого века наша страна после политических и военных потрясений переживала период экономической разрухи. Однако молодой инженер первого отечественного электровакуумного завода проявил себя как талантливый и умелый организатор производства. Несмотря на все трудности, в 1923 году начался серийный выпуск приемно-усилительных и генераторных ламп, кенотронов, медицинских рентгеновских трубок.
     Не меньше внимания будущий академик придавал и развитию прикладной науки. Под его руководством проводились исследования разнообразных проблем, связанных с разработкой конструкций и технологией изготовления электровакуумных приборов. Кроме того, он взял себе за правило наряду с деятельностью руководителя постоянно вести личную исследовательскую работу.
     В конце 1920-х годов Сергей Аркадьевич ежегодно получал по 10-15 патентов на изобретения, связанные с конструированием генераторных ламп, разрядников, осциллографов, технологией нанесения покрытия на катоды и экраны, с разработкой способов изготовления спаев металла со стеклом и многими другими темами. Он ввел в практику применение методов математической статистики для анализа взаимосвязи производственных факторов и показателей долговечности электровакуумных приборов. После объединения в 1928 году электровакуумного завода с заводом осветительных ламп «Светлана» и назначения заместителем директора по науке нового предприятия С. Векшинский создает заводскую лабораторию, к работе в которой привлекает наиболее талантливых в этой области ученых и инженеров. Все это позволило выполнять разработку электровакуумных приборов, исследования в области электроники, физики, химии, материаловедения на высоком научном уровне. Опыт убедил замдиректора, что «смоделировать» и решить проблемы электровакуумной технологии в отрыве от производства практически невозможно. Важным итогом деятельности Сергея Аркадьевича в этот период стала разработка технологии изготовления барированных катодов, секретами которой монопольно владела фирма «Филипс».
     С. Векшинский умел видеть перспективу от внедрения предложенных научно-практических решений. Незадолго до Великой Отечественной войны, а также сразу после ее окончания он обратился к руководству страны с письмами, в которых обосновал необходимость развития электроники. «...В электронном приборе сосредоточена невероятная по своему объему возможность заменить и устранить человека в самых тонких, ответственных и дорогостоящих областях эксплуатации технических установок, агрегатов, целых заводов, - писал С. Векшинский. - Всюду и везде мертвая машина оживает, становится носителем комплекса тех условных рефлексов, которыми человеку было удобно ее наделить при помощи электроники...»
     Сегодня такая оценка роли электроники считается сама собой разумеющейся и не подвергается сомнению, а тогда для многих высказанное Сергеем Аркадьевичем мнение казалось недостижимой фантастикой. Но к тому времени он уже прошел большой путь как инженер и ученый, получив известность как один из основателей отечественной электровакуумной промышленности и научной школы катодной электроники.
     По инициативе И. Курчатова с 1945 года С. Векшинский вместе с коллективом руководимой им лаборатории был привлечен к работам по атомному проекту. Стояла задача разработки комплекса средств вакуумной техники - диффузионных насосов большой производительности, тепловых и ионизационных вакуумметров, так необходимых для оснащения исследовательского и производственного оборудования атомной промышленности. Помимо этого, в лаборатории проводились и другие НИОКР, имеющие приоритетное значение для обеспечения обороноспособности страны.
     В 1947 г. на базе лаборатории создан институт, объем проводимых работ еще более расширился. Его пополнили новыми сотрудниками, в основном молодежью. Для начинающих специалистов широко эрудированный научный руководитель стал мудрым наставником в решении разнообразных организационных и житейских проблем. Обладая удивительной способностью находить время для каждого из своих подопечных, С. Векшинский исподволь привил молодым стиль работы, свойственный ему самому: знание дела до мелочей, глубокое научное обоснование при создании новых приборов и оборудования, тщательная отработка конструкции. При этом коллектив ученых и инженеров работал без излишней бумажной волокиты и удивительно результативно. Уже в 1948 году был создан диффузионный насос с рекордной производительностью 20 тыс. л/с, а затем еще целый ряд важных для промышленности разработок вакуумной аппаратуры. Все это позволило нашей стране создать и управлять работой атомных реакторов, энергетическими установками всех атомных подводных лодок. Как отметил главный конструктор ядерных боеприпасов А. Бриш, «научная дерзость С. Векшинского» позволила успешно решить многие проблемы и провести в 1954 г. испытания ядерных бомб РДС-3, а затем РДС-5.
     В скором времени работа института приобрела межотраслевое значение. В этой связи С. Векшинский организовал разработку унифицированного вакуумного откачного, измерительного и течеискательного оборудования, добился привлечения к его производству заводов в ряде городов страны.
     В научных кругах по достоинству оценили работы С. Векшинского. В 1953 году его избирают действительным членом Академии наук СССР. В последующие годы возглавляет Комиссию по масс-спектрометрии, Комиссию по катодной электронике, Научный совет по проблеме «Физическая электроника» АН СССР. По-прежнему он в числе тех, кто расширяет контакты академических и учебных учреждений с промышленностью, занимается организацией необходимых информационных изданий, стандартизацией терминологии. Под его руководством в 50-60-е годы проводятся работы по созданию вакуумных систем установок термоядерных реакций, камер для имитации космической среды, некоторых видов электровакуумных приборов, включая приборы для электрофизических измерений в околоземном пространстве, а также специального вакуумного технологического оборудования.
     Имя выдающегося деятеля науки и техники академика С. Векшинского вошло в историю отечественной электроники и вакуумной техники, а заложенные им традиции и созданная научная школа позволяют нашей стране оставаться в числе лидеров, занимающих передовые научные рубежи. Сегодня в НИИВТ им. акад. С.А. Векшинского под руководством Рафаэля Акчурина ведутся исследования и работы, имеющие приоритетные значения для электронной и химической промышленности, космических и атомных исследований, а также для обеспечения обороноспособности России. По-прежнему здесь теория и практика, что называется, идут рука об руку.