З лютого 1943 року знову став командувачем Азовської флотилії. Навесні 1944 Азовська флотилія була переформована у Дунайську військову флотилію і перебазувалася до Одеси. У квітні 1944 року Горшков був призначений командувачем Дунайської військової флотилії. 25 вересня 1944 контр-адміралу Сергію Горшкову було присвоєно військове звання віце-адмірала. Брав участь в Яссько-Кишинівській, Белградській, Будапештській операціях.