Руководство клуба подтвердило окончательный переход игрока из ЦСКА.
1 января 2016 года Ткачевым был подписан четырехлетний контракт с московским ЦСКА. В 2017 году он перешел в тульский «Арсенал» на правах аренды. По официальной информации, «Арсенал» окончательно выкупил его. 27 июня между клубом и игроком бвл подписан трехлетний контракт. Трансферная стоимость сделки составила 4 млн евро.
За мощные дальние удары болельщики прозвали Ткачева «Русским Халком». В чемпионате России 2018/19 Сергей провел 26 матчей, забил 5 мячей, сделал 6 голевых передач и получил 4 желтые карточки. Тульские «канониры», заняв шестое место, впервые пробились в европейские кубки. Болельщики «Арсенала» неоднократно признавали Сергея Ткачева лучшим игроком месяца.
О своем желании досрочно разорвать контракт с ЦСКА Ткачев заявлял весной этого года. Со слов агента футболиста, вариант аренды больше им не рассматривался. Два сезона подряд «Русский Халк» показывал очень качественную статистику, варианты трансфера существовали как по России, так и за рубежом.
Болельщики команды с восторгом приняли это решение клуба, и выразили надежду, что и с Виктором Альваресом контракт будет продлен.