З 1922 по 1930 роки очолював статистичний відділ Наркомату охорони здоров’я УРСР. Як керівник цього відділу, він фактично організував відомчу санітарну статистику в Україні, а в 1926–1929 роках публікував єдині в той час звіти про діяльність органів охорони здоров’я і санітарний стан республіки . Керуючи санітарною статистикою України, С.А. Томилін відряджається в Берн, Женеву, Амстердам, Берлін (вересень 1924 – січень 1925 рр.) на курси по санітарній статистиці.