В декабре 1945 года Огольцова вызвали в Москву. На заседании политбюро от поста наркома Сергей Иванович отказался, сославшись на то, что у него нет ни опыта, ни знаний для такого поста. Тогда Сталин назначил наркомом Абакумова, который в войну руководил военной контрразведкой СМЕРШ. Сергей Иванович стал его первым заместителем.
«Хотя материально мы жили достаточно неплохо, – вспоминает сын генерала Николая Кузьмича Богданова, заместителя министра внутренних дел, – но, когда бывали в гостях у Огольцовых, мне казалось, что мы просто бедняки – такая там была обстановка, угощение, конфеты. По-моему, именно Раиса Сергеевна Огольцова являлась главной заводилой при поездках по спецбазам и магазинам с целью приобретения необходимых вещей. Отправив руководящих мужей на работу, жены созванивались между собой и договаривались о поездке. Потом обращались к своим мужьям с просьбой прислать машину. Иногда каждая из высокопоставленных дам ехала на своей машине, порой объединялись вместе.
На автомашинах ряда руководящих работников тогда имелись правительственные гудки, представлявшие собой две удлиненные хромированные дудки, устанавливавшиеся на переднем бампере перед радиатором. Они издавали низкий трубный звук. Едва завидев машину с гудками, инспектора милиции немедленно включали зеленый свет, а если был подан звуковой сигнал, то вообще сходили с ума, обеспечивая беспрепятственный проезд».
Из всех заместителей Абакумова Сергей Огольцов производил впечатление самого разумного и толкового человека. Казался и менее других запятнанным грязными делами, пока не стало известно, чем он занимался. Огольцов руководил операцией по убийству художественного руководителя Государственного еврейского театра Соломона Михайловича Михоэлса в январе 1948 года.
Огольцов сам рассказал об этом, когда его после смерти Сталина арестовали. Абакумова и Огольцова вызвали в Кремль 27 декабря 1947 года.
«Во время беседы, – рассказывал Огольцов, – товарищем Сталиным была названа фамилия Михоэлса, и в конце беседы было им дано указание Абакумову о необходимости проведения специального мероприятия в отношении Михоэлса, и что для этой цели устроить «автомобильную катастрофу».
Непосредственное руководство операцией было поручено Огольцову.
7 января 1948 года Соломон Михоэлс и театральный критик Владимир Голубов-Потапов отправились на поезде в Минск, чтобы отобрать несколько спектаклей, достойных выдвижения на Сталинскую премию. Вслед за ними на двух машинах в Минск выехала «боевая группа МГБ» – сам Огольцов, его помощник майор Александр Харлампиевич Косырев, начальник отдела (ведавшего работой с интеллигенцией) 2-го главного управления (контрразведка) полковник Федор Григорьевич Шубняков, сотрудники отдела «ДР» (террор и диверсии) полковник Василий Евгеньевич Лебедев и старший лейтенант Борис Алексеевич Круглов (специальность – диверсии на транспорте).