6 октября 1995 г. на заседании Священного Синода Русской Православной Церкви инспектору Московской Духовной академии архимандриту Сергию (Соколову) было определено стать епископом Новосибирским и Бердским. Такой титул управляющий Новосибирской епархии получил после выделения из Новосибирской других епархий. Владыка Сергий стал первым Новосибирским Преосвященным с титулом «Новосибирский и Бердский».
Хиротония архимандрита Сергия во епископа Новосибирского и Бердского состоялась в Москве 10 декабря 1995 г.

С самого начала своего пребывания на Новосибирской кафедре владыка Сергий проявил себя как добрый и усердный пастырь Церкви Божией. За менее чем пять лет руководства Новосибирской епархией было увеличено число приходов, основано пять новых монастырей, а также учрежден Новосибирский Православный Богословский институт. Вплоть до конца 1999/2000 учебного года владыка регулярно преподавал лекции по Священному Писанию Ветхого Завета.
По благословению владыки продолжались поездки по железной дороге поезда «За духовное возрождение России». В 1997 году в свое первое плавание отправился корабль-церковь «Святой апостол Андрей Первозванный».
В последние два года своей жизни епископ Сергий участвовал в Международных Рождественских образовательных чтениях в Москве. Он не только выступал с докладами на пленарных заседаниях, но и руководил работой секций, посвященных науке и апологетике. В Новосибирске, по благословению владыки, с 1999 года начали проводиться местные Рождественские образовательные чтения.
Владыка Сергий уделял большое внимание церковно-издательской деятельности. По его благословению начал издаваться «Новосибирский Епархиальный вестник». Также по его благословению издательство православной гимназии во имя преподобного Сергия Радонежского выпустило ряд миссионерских изданий.
На протяжении всего периода управления епархией под неусыпным наблюдением владыки Сергия активно велась благотворительная работа в сестричествах, с военнослужащими и в местах лишения свободы.
Владыка Сергий принимал деятельное участие в общественной жизни Новосибирска и области.
В последний год своей земной жизни здоровье епископа Сергия резко ухудшилось. В четверг Светлой седмицы, 4 мая 2000 года, владыка Сергий составил завещание, в котором предал себя воле Божией, испросил прощения у всех и определил место своего погребения. Завещание завершается словами: «У всех прошу прощения и молитв. Помните, что в смерти нет трагедии! Ее победил наш Спаситель и Господь! Верьте каждому Его слову! Впереди у всех нас вечная, радостная Пасха! Христос воскресе! Воистину воскресе!»
Последние полгода своей земной жизни епископ Сергий являлся временным членом Священного Синода Русской Православной Церкви. В этом качестве он принял участие в Юбилейном Архиерейском Соборе и всех торжествах, проходивших в Москве в связи с празднованием 2000-летия Рождества Христова.
20 октября 2000 года, в день памяти мучеников Сергия и Вакха, а также в день тезоименитства своего небесного покровителя – преподобного Сергия Радонежского – епископ Сергий скончался. 23 октября состоялось его отпевание. Согласно завещанию, епископ Сергий был погребен у алтаря Преображенского кафедрального собора города Бердска.