Pärast sõjaväeteenistust töötas ajakirjanikuna ning alustas kirjanduslikku tegevust. Ta kuulus Leningradi kirjanike rühmitusse Gorožane (Горожане, 'linlased').
Dovlatov elas aastatel 1972–1976Tallinnas ja töötas ajalehes Sovetskaja Estonija. Seda ajajärku käsitleb ta raamatus "Kompromiss" (1981). Suviti töötas ta sel perioodil ekskursioonijuhina Puškini muuseumis Mihhailovskojes. Sellest räägib jutustus "Riiklik kaitseala" ("Заповедник", 1983).
1976. aastal kolis Dovlatov tagasi Leningradi, kus töötas ajakirjas Kostjor (Костёр).
Sergei Dovlatovi haud
1978. aastal emigreerus Dovlatov Ameerika ÜhendriikidesseNew Yorki. Sealgi tegeles ta publitsistikaga, muuhulgas oli tal 1980. aastatel autorisaade Raadio Vaba Euroopa – Vabadusraadio vene programmis. New Yorgis asutas ta 1979. aastal koos sõpradega venekeelse nädalalehe Novõi amerikanets (Новый американец = The New American, 'uus ameeriklane'), mis suleti 1982. aastal.
NSV Liidus ei õnnestunud Dovlatovil ühtki raamatut avaldada, tsensuuri tõttu nurjus see ka Eesti NSV-s. Tema jutustuste kogumik pidi ilmuma kirjastuses Eesti Raamat, kuid tiraaž hävitati KGB käsul. Tema teosed levisid samizdat'i kaudu. Selle eest, et teda avaldati lääne venekeelsetes ajakirjades, heideti ta välja NSV Liidu Ajakirjanike Liidust.
Raamatud
Зона. Записки надзирателя. 1982
Компромисс. 1981
Заповедник. 1983
Наши. 1983
Ремесло. 1985
Teoseid eesti keeles
"Kompromiss. Meie omad" (jutustused; tõlgitud raamatutest: Зона. Записки надзирателя, 1982; Компромисс, 1981; Наши, 1983; Ремесло, 1985). Vene keelest tõlkinud Vilma Matsov, värsid tõlkinud Lembe Hiedel, järelsõna Jelena Skulskaja. Tallinn: Kupar, 1995
"Vertikaalne linn". Tõlkinud ja saateks Ott Arder. // Looming1998, nr 8, lk 1171–1188
selle alusel tehti 2003. aastal film "Intiimne linn". Režissöör Kristiina Davidjants
"Riiklik kaitseala" (jutustus Заповедник). Tõlkinud ja järelsõna Vilma Matsov. LR 1998, nr 29/30
"Tsoon. Vangivalvuri märkmed" (jutustus Зона. Записки надзирателя). Tõlkinud Jüri Ojamaa. Tallinn: Tänapäev, 2006
"Kohver" (jutustus Чемодан, 1986). Tõlkinud Jüri Ojamaa. Sari "Punane raamat". Tallinn: Tänapäev, 2007 (helisalvestisena CD-l: Pimedate Infoühing Helikiri, 2007)
"Kompromiss. Riiklik kaitseala". Vene keelest tõlkinud Vilma Matsov, värsid tõlkinud Lembe Hiedel, järelsõna Jelena Skulskaja. Sari "Punane raamat". Tallinn: Tänapäev, 2011
"Tsoon. Kohver". Tõlkinud Jüri Ojamaa. Tallinn: Tänapäev, 2014
Tsitaat
"Elada on võimalik ainult kolmes linnas: Leningradis, New Yorgis ja Tallinnas."[viide?]
Dovlatovi mälestustahvel on paigaldatud Tallinnas Vabriku tänav 41 seinale
Alates 2011. aastast toimub Tallinnas kirjandusfestival "Dovlatovi päevad"
Valeri Popov, Andrei Arjev, Jelena Skulskaja. "Sergei Dovlatovi ristriimid: tema 70. sünniaastapäeva puhul". Koostanud Jelena Skulskaja; vene keelest tõlkinud Ingrid Velbaum-Staub. Loomingu Raamatukogu2011, nr 24/25; ISBN 9789949428908 (sisaldab vene kirjandusloolaste Valeri Popovi ja Andrei Arjevi ning Tallinna literaadi Jelena Skulskaja mõtisklusi ja mälestusi Dovlatovist ning Dovlatovi kirju Skulskajale)
Tiit Tuumalu. "Intrigeeriv film vene geeniusest [intervjuu Kristiina Davidjantsiga dokumentaalfilmi "Intiimne linn" esilinastuse puhul"]. Postimees, 17. detsember 2003 lk 16
Maria Ulfsak. "Kristiina Davidjants usub rahvaste sõprusesse [Dovlatovist jutustava dokumentaalfilmi "Intiimne linn" saamisloost. Lisaks Andres Maimiku ning Marianne Kõrveri kommentaarid Kristiina Davidjantsi isikule"]. Eesti Ekspress: Areen, 5. veebruar 2004, lk B10
Arvo Pesti. "Kompromissi kommentaarid". Teater. Muusika. Kino nr 6, lk 121-122
2011 "Вы еще будете мной гордиться. Довлатов". Film Dovlatovi Tallinna-perioodist. Režissuur ja stsenaarium Ella Agranovskaja, Nikolai Šarubin. Venemaa
2015 "Конец прекрасной эпохи". Režissuur ja stsenaarium Stanislav Govoruhhin, peaosas Ivan Kolesnikov. Venemaa
2018. aastal linastus Venemaa režissööri Aleksei German noorema film "Dovlatov", kus nimiosa mängis serbia näitleja Milan Marić. Film jutustab ühest nädalast Dovlatovi elus 1971. aasta oktoobripühade eel, vahetult enne tema sõbra Jossif Brodski emigreerumist Ameerika Ühendriikidesse. Film valmis Venemaa, Poola ja Serbia koostöös
Berliini filmifestivalil pälvis "Dovlatov" ajalehe Berliner Morgenpost eripreemia, filmi kunstnik Jelena Okopnaja sai aga silmapaistvate saavutuste eest filmikunsti vallas Hõbekaru.