В 1980 году впервые приехал в Ленинград. В 1981 году после знакомства с Сергеем Курёхиным стал членом его первого «Крезимюзик оркестра», впоследствии — «Поп-механики». Одновременно принимал участие в группах «Кино», «Аквариум» и «Звуки Му». В 1982 году вошел в группу Тимура Новикова «Новые художники», в составе которой впервые выставился в 1983 году.

В 1990-х годах получил известность и на мировой художественной сцене. Его персональные выставки проходили в Лондоне, Нью-Йорке, Париже, Вене, Цюрихе. Также состоялось несколько выставок в Германии и Финляндии.

В России наиболее значимые выставки прошли: в 1993 году — «Африка» (Государственный Русский музей, Санкт-Петербург), в 2001 году — «Сон Якобсона (Большой ребус)» (Центральный Дом художника, Москва), в 2005 году — «Бессознательное: не верь глазам» (Государственная Третьяковская галерея).

В 1999 году представлял Россию на 48-й Венецианской биеннале (проект MIR: Made in 20th century).

Его произведения находятся в музейных собраниях разных стран и в частных собраниях по всему миру. Работы из серии «Ребус», выполненные на кусочках стеклотекстолита, можно увидеть в Нью-Йорке, Париже, Вене, Брюсселе.

В конце 2007 года Сергей Бугаев стал основателем фонда свободных искусств «Институт нового человека», который занимается поддержкой молодых художников, пропагандой и образованием в сфере современного искусства.