Сергей Корсаков – участник первого открытого конкурса по отбору кандидатов в космонавты, который состоялся в 2012 году. Во время общекосмической подготовки он прошёл лётную подготовку на самолёте Л-39, специальную парашютную подготовку, тренировки в условиях невесомости, воспроизводимые на борту самолета-лаборатории Ил-76МДК, испытания в сурдокамере, водолазную подготовку, а также тренировки по выживанию в различных климатогеографических зонах и многое другое.

В 2014 года по решению Межведомственной квалификационной комиссии Сергей Корсаков получил квалификацию «космонавт-испытатель».

С октября 2020 по февраль 2021 года он проходил подготовку к космическому полёту в качестве бортинженера транспортного пилотируемого корабля (ТПК) «Союз МС» и бортинженера МКС в составе основного экипажа МКС-65. С сентября 2021 по март 2022 года – в качестве бортинженера-2 ТПК «Союз МС» и бортинженера МКС в составе основного экипажа МКС-67.

18 марта 2022 года Сергей Корсаков вместе с Олегом Артемьевым и Денисом Матвеевым  стартовал с космодрома Байконур в качестве бортинженера-2 экипажа транспортного пилотируемого корабля «Союз МС-21». Впервые за долгие годы на орбиту отправился полностью российский экипаж. Космонавты в разные годы окончили МГТУ им. Н.Э. Баумана, поэтому их старт получил название «бауманский».

За время работы на Международной космической станции космонавт провёл десятки экспериментов из разных областей науки по российской научной программе (медицина, космическая биология, биотехнология, физико-химические процессы и др.). Кроме того, он осуществил техническое сопровождение выходов в открытый космос из PC МКС своих коллег по экипажу, выполнил работы по дооснащению и обслуживанию бортовых систем PC МКС, сделал бортовые фото-, видеосъёмки в ходе полёта.

29 сентября 2022 года Сергей Корсаков вернулся на Землю в составе экипажа транспортного пилотируемого корабля «Союз МС-21».

Решением межведомственной комиссии Госкорпорации «Роскосмос» С.В. Корсаков назначен в основной экипаж МКС-75 вместе с космонавтами Анной Кикиной и Петром Дубровым. Запуск «Союза МС-29» намечен на 2026 год.

Руководство Центра, отряд космонавтов, сотрудники ЦПК поздравляют Сергея Корсакова с юбилеем и желают ему счастья, здоровья, благополучия и новых космических достижений!