В 1990—1993 — народный депутат России, председатель подкомиссии по налоговой политике, секретарь Комиссии Совета Республики по бюджету, планам, налогам и ценам.
В 1993—1995 — директор налогового департамента АО «Центр по иностранным инвестициям и приватизации».
В 1995—1998 — заместитель министра финансов России
В 1998—2000 — директор Управления налогообложения фирмы «Прайсутерхаус энд Ко», ЗАО «Прайсутерхаус Куперс Аудит»
В январе 2000 — апреле 2004 — первый заместитель министра финансов России (статс-секретарь).
В апреле 2004 — октябре 2005 — заместитель министра финансов России
С ноября 2005 — 18 января 2016 статс-секретарь — заместитель министра финансов России.
Разработчик проекта налоговой реформы в России. По его мнению, цель налоговой реформы должна заключаться в том, чтобы, во-первых, по мере снижения обязательств государства в области бюджетных расходов снизить уровень налоговых изъятий, и, во-вторых, сделать российскую налоговую систему более справедливой по отношению к налогоплательщикам, находящимся в различных экономических условиях (в частности, ликвидировать ситуации, при которых одни налогоплательщики несут полное налоговое бремя, а другие уклоняются от налогов законными и незаконными методами), при одновременном повышении уровня её нейтральности по отношению к экономическим решениям хозяйствующих субъектов и потребителей. При этом система администрирования налогов должна обеспечивать снижение уровня издержек исполнения налогового законодательства как для государства, так и для налогоплательщиков.
Активно участвовал в реализации налоговой реформы после возвращения в министерство финансов в 2000. Автор комментариев к Налоговому кодексу Российской Федерации.
С. Д. Шаталов указывается в качестве одного из лоббистов интересов табачных компаний. В 1997 году С. Д. Шаталов был главным гостем оплаченной крупной американской табачной компанией R.J. Reynolds поездки на конференцию по налоговой реформе в Университет Дюка в США.[11][12]
В должности замминистра финансов С. Д. Шаталов является активным защитником низких акцизных ставок на табачные изделия. По словам сопредседателя Российской антитабачной коалицииДарьи Халтуриной, продвигаемая С. Д. Шаталовым схема гармонизации акцизов на сигареты в рамках Таможенного союза России, Белоруссии и Казахстана является лоббистской схемой, придуманной табачными компаниями для того, чтобы Россия не смогла повысить акцизы на табачные изделия до европейского уровня.[13] По словам журналиста Романа Толокнова, С. Д. Шаталов является противником предлагаемого Правительством РФ законопроекта «Об охране здоровья населения от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака».[14]