Знаменательным в биографии Сергея Николаевича стал 1934 г. В мае он участвует в первом буксировочном перелёте трёх планеров Г-9 за одним Р-5 (пилоты планеров – С.Н.Анохин, Н.Я.Симонов, И.И.Шелест; пилот самолета – Н.Д.Федосеев). Аэропоезд стартовал из Москвы 22 мая 1934 г. и вскоре с промежуточными посадками достиг Коктебеля.
В первый раз Анохин использовал парашют для спасения собственной жизни 2 октября 1934 г., когда выполнял исключительные по смелости испытания планера «Рот- Фронт-1» с преднамеренным разрушением в воздухе. Эксперимент задумали учёные и конструкторы ЦАГИ. Известный ученый-аэродинамик В.П.Ветчинкин рассчитал, что планер должен разрушиться при скорости движения 220 км/ч. По мнению другой группы специалистов, среди которых был конструктор планера О.К.Антонов, это могло произойти на скорости около 300 км/ч. Ближе к истине оказался Ветчинкин.
18 октября 1934 г. Сергей Николаевич установил на планере Г № 2 всесоюзный рекорд продолжительности полёта – 32 часа 11 минут. В том же месяце он выполняет на планере «П.П.Постышев» экспериментальный прыжок с парашютом со сверхнизкой высоты методом срыва, а также устанавливает на планере Г № 2 всесоюзный рекорд высоты полёта, равный 2340 метрам.
В 1934 г. выходит изданная в Феодосии брошюра Анохина и Симонова под названием «Курс учебно- лётной подготовки ВЛПШ», в которой они обобщили свой опыт и подвели итог предварительной учебной работы в школе. В этом же году Сергею Николаевичу присвоено звание «Мастер планерного спорта СССР», а в 1935-м за большие заслуги в развитии планеризма он удостоен Грамоты ЦИК СССР. А было ему всего лишь 25 лет!
В начале 30-х годов в ВЛПШ обучалась группа турецких планеристов, среди которых находилась приёмная дочь президента Ататюрка – Сабиха Гёт Чен. Турки освоили парение на планере и прыжки с парашютом. Затем Ататюрк официально попросил правительство СССР направить в его страну инструкторов ВЛПШ – для оказания помощи в организации общества «Турецкая птица» (аналог нашего Осоавиахима).
В Турцию командировали С.Н.Анохина и М.Ф.Романова. Они отбыли из Одессы 11 апреля 1935 г. Вскоре к Сергею Николаевичу приехала жена – известная планеристка Маргарита Карловна Раценская (в своё время она была его ученицей в крымской ВЛПШ). Командировку планировали на три месяца, однако домой Анохины вернулись лишь через 57 (!) месяцев – в январе 1940 г. Они обучали турок полётам на самолётах, планерах, прыжкам с парашютом, авиамоделизму, и в результате их деятельности было подготовлено несколько сотен пилотов. Анохин даже научился бегло разговаривать на турецком языке. Там же, в Анкаре, в декабре 1937 г., у четы Анохиных родился первенец – сын Сергей.
После возвращения в Советский Союз Сергей Николаевич работал в Центральном аэроклубе в Тушино: сперва командиром планерного звена (январь-март 1940 г.), потом – командиром планерного отряда (март 1940 г. – сентябрь 1941 г.). Однажды в 1940 г., при выполнении Анохиным пилотажа, на планере отвалился элерон. Хотя аппарат практически потерял управление, летчик сумел выполнить благополучную посадку.
С сентября 1941 г. Сергея Николаевича назначили командиром планерной эскадрильи Центрального аэроклуба. В ноябре он получает удостоверение «Мастер парашютного спорта СССР».
Службу в армии Сергей Николаевич начал с декабря 1941 г. в звании старшего лейтенанта на должности командира отряда авиаэскадрильи Воздушно-десантных войск, который проводил испытания десантной техники на Опытно-испытательном полигоне ВДВ в Медвежьих Озёрах.
В 1942 г. во время одного из полётов на планере сорвалась обшивка с центроплана и разрушилась проводка управления элеронами. Создалась критическая ситуация. Однако Анохин не бросил опытную машину и мастерски выполнил посадку. Зимой того же года у пилотируемого Сергеем Николаевичем самолёта-буксировщика СБ оторвалась от ограничительного троса лыжа. Лётчик опять удачно посадил машину. К сожалению, так было не всегда – при испытаниях планера А-7 на штопор Анохину пришлось воспользоваться парашютом.
В августе-сентябре 1942 г. Анохин проводит испытания планера А-40, предназначенного для десантирования лёгкого танка Т-60 методом буксировки за самолётом. С этой целью к танку крепились крылья и хвостовое оперение. Было выполнено несколько подлётов и один полёт на буксире за самолётом ТБ-3, который состоялся 2 сентября 1942 г. Однако мощности моторов ТБ-3 для длительной буксировки (даже со снятой башней танка) оказалось недостаточно, и лётчик П.А.Еремеев произвел вынужденную отцепку А-40. Анохин приземлился на аэродроме в Быково (взлетали с аэродрома ЛИИ, расположенного примерно в пяти километрах от этого места). Испытания прекратились.
Параллельно с испытательной работой Сергей Николаевич участвует в боевых действиях. Будучи командиром лётного отряда 19-й гвардейской воздушно-десантной бригады на Калининском фронте, в течение 1942-1943 гг. он совершил несколько вылетов в тыл врага к партизанам на планерах: доставлял боеприпасы, медикаменты, продукты.
Летчики Сергей Анохин и Юрий Желютов в апреле 1943 г. выполнили ставший единственным за весь период Великой Отечественный войны взлёт планера с партизанского аэродрома. Обычно планеры после выполнения задания уничтожались, а пилоты возвращались обратно на самолётах. Но в тот раз правило нарушили, потому что тяжело раненых партизан необходимо было срочно доставить в госпиталь. Ограниченные размеры аэродрома и предельная загрузка планера не помешали Сергею Николаевичу мастерски произвести взлёт на коротком тросе за самолётом СБ. Жизнь людей была спасена, и за этот подвиг Анохин получил свою первую боевую награду – орден Красного Знамени.
В июне 1943 г. Анохина по личному распоряжению члена Государственного Комитета Обороны Г.М.Маленкова откомандировали в Лётно-исследовательский институт для проведения испытаний самолёта «302» – одного из первых истребителей-перехватчиков с ЖРД. К сожалению, из-за того, что двигатель не был доведен, самолёт испытывали только в планерном варианте. В сентябре 1943 г. Сергей Николаевич перешел в ЛИИ на постоянную работу.
При проведении 5 октября 1943 г. испытаний самолета, снабженного турбокомпрессором для повышения высотности, в воздухе загорелся мотор. Сергей Николаевич посадил горящую машину на свой аэродром и уже на пробеге покинул кабину. Пожар был ликвидирован, опытный самолёт спасён.
Анохин выполняет 15 мая 1944 г. первый полёт самолёта Як-7Б с прямоточным воздушно-реактивным двигателем ДМ-4с и проводит его испытания.
Одновременно Сергей Николаевич участвует в лётных исследованиях по влиянию перегрузок на организм и работоспособность лётчика в полёте. Он выполняет ряд испытательных полётов на высотном самолёте-перехватчике Як-3ПД на высотах более 13000 метров, сложность которых заключалась в отсутствии герметичной кабины на этой машине.
В марте 1944 г. Анохину присвоена квалификация «лётчик-испытатель 3-го класса», в июле 1945 г. – «лётчик- испытатель 2-го класса».
Контрольные испытания истребителя Як-3 на прочность Анохин выполнял 17 мая 1945 г. Разрушение самолёта не предусматривалось, но и не исключалось. Надо было сделать двенадцать режимов с перегрузками. На третьем из них Сергей Николаевич не включил самописец. Получалось, что придется выполнить тринадцать режимов. Что ни говори, число «13» оправдало свою недобрую славу: на пятом режиме у самолета отломилось крыло. Лётчику стоило огромных усилий и самообладания сбросить фонарь и выпрыгнуть с парашютом из беспорядочно падающего самолёта.
