В 1926–1930 гг. С.Г. Каухчишвили – доцент ТГУ, в 1930–1938, 1940–1981 гг. – профессор ТГУ. С 1927 по 1938 гг. С.Г. Каухчишвили заведовал основанной им кафедрой византиноведения ТГУ. В 1927 г. избран председателем Грузинского историко-этнографического общества. В 1932–1937 гг. – учёный секретарь редколлегии Советской энциклопедии в Грузинской ССР. С.Г. Каухчишвили стал одним из инициаторов основания Кутаисского педагогического института, профессором которого был с 1933 по 1954 гг. С февраля 1937 г. по октябрь 1938 г. – старший научный сотрудник Института языка имени Н.Я. Марра Грузинской Академии Наук. 21 октября 1938 г. как «агент немецкого империализма» совместно с грузнским языковедом Вуколом Михайловичем Беридзе и грузинским философом Шалвой Исаковичем Нуцубидзе был арестован по инициативе Лаврентия Павловича Берии. С.Г. Каухчишвили инкриминировали его поездку в Германию (1921–1923 гг.), связи с фашистами и с братом, работавшим на заводах Круппа, антимарксистское мышление. В Москве учёными неожиданно заинтересовался Иосиф Виссарионович Джугашвили (Сталин), который видел сделанный Ш.И. Нуцубидзе перевод на русский язык «Витязя в тигровой шкуре» Шота Руставели. Это привело к освобождению 29 апреля 1939 г. всех троих. С июня 1939 г. по февраль 1940 г. С.Г. Каухчишвили работал в Москве в отделе античной литературы Института мировой литературы Академии Наук СССР, где был привлечён к составлению плана-конспекта многотомного издания произведений греческой литературы. В 1940–1954 гг. возглавлял возрождённую им кафедру классической филологии в ТГУ. С июня 1940 г. – заместитель заведующего отделом лексикологии и научной терминологии Института языка, истории и материальной культуры Академии Наук Грузинской ССР. В 1945 г. по инициативе С.Г. Каухчишвили в Институте истории имени И.А. Джавахишвили Академии Наук Грузинской ССР был создан сектор филологии, который в 1960 г. был переведён в Институт востоковедения и переименован в отдел византинологии. С.Г. Каухчишвили возглавлял его до конца своих дней. В 1950 г. избран членом-корреспондентом Академии Наук Грузинской ССР, в 1969 г. – действительным членом Академии Наук с присвоением звания заслуженного деятеля науки. В 1953 г. С.Г. Каухчишвили был вновь обвинён как «агент немецкого империализма» и пособник арестованного Л.П. Берии; его, В.М. Беридзе и Ш.И. Нуцубидзе вывели из всех учёных советов, сняли с работы, лишили званий и степеней (через несколько месяцев учёные были восстановлены). С 1955 по 1981 гг. С.Г. Каухчишвили был членом редколлегии всесоюзного научного журнала «Византийский временник» и ряда других изданий редколлегий («Моамбе» («Бюллетеня») ТГУ, «Мацне» («Вестника») Института истории Академии Наук Грузинской ССР, Грузинской Советской энциклопедии) и учёных советов (Института истории и Института востоковедения Академии Наук Грузинской ССР) со дня их основания. Лауреат нескольких премий. Награждён орденами Красного Знамени и «Знак Почёта». Похоронен в пантеоне писателей и общественных деятелей в Дидубе в Тбилиси. На доме, где жил С.Г. Каухчишвили, установлена мемориальная доска. Одной из улиц Тбилиси присвоено его имя. С.Г. Каухчишвили оставил богатое и многогранное научное наследие. Свыше 200 его трудов были изданы.