В честь него была названа железнодорожная платформа «Шереметьевская», по названию которой, в свою очередь, впоследствии был назван аэропорт Шереметьево. Таким образом, опосредованно, самый крупный в России по пассажиропотоку аэропорт назван в его честь.
С 1872 года — депутат дворянства Шлиссельбургского уезда Санкт-Петербургской губернии. В 1873—1875 годах — почётный мировой судья по Шлиссельбургскому уезду; с 1874 года — полковник.
В 1876—1879 годах, в 1885—1888 годах, в 1902—1905 годах, в 1905—1908 годах, в 1908—1911 годах и в 1911—1914 годах — почётный мировой судья по Подольскому уезду Московской губернии.
В 1885 году был избран московским губернским предводителем дворянства. С 1892 года — егермейстер Императорского двора. В 1897 году был назначен членом «Особого совещания по делам дворянского сословия»[4] и в записке, поданной Императору, указывал:
Россия развилась и создалась самостоятельно, а потому все существенное в ней является самобытным; и Церковь, при всем вселенском её значении, самобытна, и монархия её самобытна; самобытно и её дворянство: оно не чета европейскому потомству рыцарей — детищу феодализма. У нас не было феодализма, не было и замков. Наши замки — монастыри наши, светочи просвещения, двигатели колонизации, рассадники благотворительности… Законодательство наше не может не считаться с этими особенностями нашего самостоятельного развития, с этою самобытностью России.
В 1898—1904 годах и в 1910—1916 годах был почётным мировым судьёй по Звенигородскому уезду Московской губернии.
В 1900—1901 годах — председатель Комиссии по разбору и описанию архива Святейшего Синода; с 1901 года — председатель Комитета попечительства о русской иконописи и почётный попечитель Белгородской гимназии (в 1904 году был утверждён на очередное трёхлетие). С 1902 года — попечитель Краснослободского детского приюта, а с 1910 ещё и попечитель Краснослободского земского начального училища — в Трубчевском уездеОрловской губернии.
В 1906—1917 годах назначался к присутствию в Государственном совете; входил в группу правых.
С 1908 года — председатель Николаевского православного братства в память цесаревича Николая Александровича; с 1910 — попечитель Ушаковской школы в Шуйском уезде Владимирской губернии; с 1911 года — попечитель Константиновского земского начального училища в Московской губернии; с 1912 года — почётный член Строительного комитета по сооружению храма в память 300-летия царствования дома Романовых и член особого комитета по устройству в Москве музея 1812 года; с 1914 года — член Романовского комитета для воспособления делу призрения сирот сельского населения без различия сословий и вероисповеданий, а равно для объединения правительственной, общественной и частной деятельности в этом направлении.
На 1 марта 1917 года он «владел состоянием, оцениваемым в 37,9 млн рублей, из которых 19 % было вложено в акции и облигации, 28 % — в городскую недвижимость и 51 % — в земли сельскохозяйственного назначения, хозяйственные постройки и скот»[5].
Скончался в Москве в Наугольном доме на Воздвиженке. Был погребён на Новом кладбище Новоспасского монастыря, который издавна служил усыпальницей потомков Андрея Кобылы. Последними словами Шереметева были: «Я умираю с глубокой верой в Россию. Она возродится»[6].
17 декабря 2021 года в Новоспасском монастыре почтили память графа Сергея Дмитриевича Шереметева. В храме Романа Сладкопевца была совершена заупокойная лития, по окончании которой состоялось освящение мемориальной плиты[7].
В 1864—1869 годах — действительный член Петербургского собрания сельских хозяев.
В 1865—1885 годах — действительный член Российского общества покровительства животным.
Основатель (1877 год) и председатель (с 1888 года) Общества любителей древней письменности и инициатор создания (1895 год) и председатель Общества ревнителей русского исторического просвещения в память императора Александра III. Автор многих исторических трудов по истории Москвы, истории подмосковных усадеб. На свои средства Шереметев подготовил и издал русские летописи, грамоты, писцовые книги, исторические акты, в том числе рукописи из семейного архива, 12 томов сочинений П. А. Вяземского, «Остафьевский архив князей Вяземских» (т. 1—5), «Переписку и бумаги графа П. Б. Шереметева 1704—1722 гг.», «Архив села Кусково» и др.
Свадьба графини Анны Шереметевой с А. П. Сабуровым. Справа от жениха — Шереметев Сергей Дмитриевич с бокалом. Усадьба Кусково, 1894 г.Шереметев Сергей Дмитриевич c женой и родственниками жены- сестрой Александрой Павловной, урожденной Вяземской, и ее мужем Дмитрием Сипягиным. 1897 г.
В молодости граф часто бывал в доме принца П. Ольденбургского и был принят там как родной. Он был влюблен в среднюю дочь принца — Екатерину Петровну. Слухи об этом проникли даже в иностранную прессу. К этой истории Шереметев не раз возвращается в своих мемуарах.
Коллекция книг (по данным разных источников, в ней насчитывалось от 80 до 100 тысяч томов) включала в себя несколько собраний, принадлежавших другим представителям рода Шереметевых: графиням Анне Сергеевне и Екатерине Павловне; графам Борису Петровичу, Дмитрию Петровичу, Василию Сергеевичу, Василию Владимировичу, Сергею Васильевичу, Борису Сергеевичу (С. В. Шереметев имел в имении Волочаново Волоколамского уезда одну из лучших частных библиотек в России, собранную несколькими поколениями); князьям Вяземским: Андрею Ивановичу, Петру Андреевичу и Павлу Петровичу; некоторые книги были куплены у Соболевских и Долгоруковых. — см. Миронова Т. Н.Нотные издания из коллекции графов Шереметевых// Книга в пространстве культуры.— М.: Рос. гос. б-ка, 2013.— Вып. 1(9).— С. 122—128.. Коллекция оружия была описана Э. Э. Ленцем — Опись собрания оружия графа С. Д. Шереметева / Сост. Э. Ленц. — СПб.: тип. М. Стасюлевича, 1895. — VIII, 197 с., 26 л. ил.
Владел более 240 тысячами десятин земли в 11 губерниях, имел 3 дома в Петербурге и 2 в Москве, 3 винокуренных завода. По другим сведениям, по состоянию на 1905 год он владел в двадцати двух уездах двадцатью шестью поместьями общей площадью 151 тысяча десятин; эффективно использовал свою собственность — в частности, от сдачи в аренду здания в Москве («Шереметьевское подворье», — на углу Никольской и Большого Черкасского переулка) он получал значительную прибыль: 127 тысяч рублей в 1900 году, 250 тысяч рублей в 1910 году. — см. Беккер С. Миф о русском дворянстве. — М.: Новое литературное обозрение, 2004. — С. 59,67. См. также сведения об имениях С. Д. Шереметева в Альбоме участников Всероссийской Промышленной и Художественной Выставки в Нижнем Новгороде 1896 г.Архивная копия от 11 июля 2015 на Wayback Machine — 116 тысяч десятин земли в имениях 11 губерний (половина — в 7 уездах Московской губернии).
Шереметев С. Д. Воспоминания детства. — СПб.: Тип. М. М. Стасюлевича, 1896.Архивная копия от 10 февраля 2021 на Wayback Machine
Мемуары графа С. Д. Шереметева в 3 томах / Федеральная архивная служба России. — М.: Издательство «Индрик», 2001.
Шереметев Сергей Дмитриевич // Шилов Д. Н., Кузьмин Ю. А. Члены Государственного совета Российской империи. 1801—1906: Биографический справочник. — СПб.: Дмитрий Буланин, 2006. — 992 с. — C. 864—870. — ISBN 5-86007-515-4
Шереметевы в судьбе России: Воспоминания. Дневники. Письма // Авт.-сост. А. И. Алексеева, М. Д. Ковалёва. — Издательский дом «Звонница»,2001. — 432 с.
Чёрная сотня. Историческая энциклопедия 1900—1917. — М.: Институт русской цивилизации. — Сост. А. Д. Степанов, А. А. Иванов. Отв. ред. О. А. Платонов. — 2008.
Старая Москва графа Сергея Шереметева /М.Д.Ковалева. - Москва: Издательский центр "Москвоведение" ОАО "Москвовские учебники", 2003. - 239с.
ШереметевС.Д. Труды по истории Смутного времени /Сост. М.Д.Ковалева, А.В.Топычканов, С.Ю.Шокарев. Москва, 2015. - 356с.
Историко-краеведческий метод в исследованиях графа С.Д.Шереметева о Смутном времени как новый подход к разработке проблем эпохи /М.Д.Ковалева // Вестник РГГУ. Серия "Исторические науки. Региональная история. Краеведение". Москва, 2012. №6 (86). С.201-213.
Три века городской усадьбы графов Шереметевых. Люди и события /А.В.Краско. - М.: Центрполиграф, 2022. - 446с.
Граф Сергей Дмитриевич и Москва /М.Д.Ковалева // Дворянское собрание. Москва, 1997. №6. С.208-213.
К истории Странноприимного дома графов Шереметевых /Б.Ш.Нувахов, М.Д.Ковалева // Дворянское собрание. Москва, 1997. №6. С.97-103.
Долгое эхо. Шереметевы на фоне русской истории /А.Алексеева. Москва: Алгоритм, 2018. 480с.
Род Шереметевых в истории Российской благотворительности /М.Д.Ковалева // Странноприимный дом графа Шереметева в Москве 1792-1992. Москва, 1992. С.21-31.
М.Л.Толстой, С.Д.Шереметев, др. и Общество защиты и сохранения в России памятников искусства и старины /Д.Н.Тихонова. Ясная Поляна - Тула, 2014. 63с.
Галич в трудах графа Сергея Дмитриевича Шереметева (1842-1918) /М.Д.Ковалева // Город Галич: история возникновения и развития. Галич, 2006. с.51-56.
Горбачев А.Н. Список некрологов за 1900-1929 годы. М., Infogans, 2014 (В некрологе за 1914 год написано, что Петр Сергеевич родился в 1878 году, 36 лет)