Философ, специалист в области философии науки, педагог. Доктор философских наук (1990), профессор кафедры философии МФТИ (1997). Среди научных работ: "К проблеме генетической связи между теориями / Принцип соответствия (1979); "Теоретическое и эмпирическое в научном познании" (1986); "Преемственность исследовательских программ в развитии физики" (1986); "Концепции современного естествознания" (1998).
     Скончался С.В. Илларионов 21 ноября 2000 года, похоронен в Москве на Введенском кладбище (1 уч.).