В начале 2007 года Овчинников попробовал вернуться в «Локомотив», но получил отказ главного тренера Анатолия Бышовца.В начале сезона я пытался наладить с ним контакт. Юрий Павлович Сёмин был тогда президентом клуба. Я позвонил Бышовцу и предложил еще поиграть, помочь команде в роли второго или третьего вратаря. Но Анатолий Фёдорович ответил, что мой уровень низкий и у него есть вратари лучше. — Сергей Овчинников (о возможном возвращении в «Локомотив») Сергей принял решение завершить карьеру игрока и пошёл учиться в Государственный университет управления на кафедре «Менеджмент в игровых видах спорта». Успешно защитив дипломный проект по теме «Управление конфликтами в спорте», в апреле 2007 года Овчинников вернулся в «Локомотив» в качестве тренера. Однако в тренерский штаб Анатолия Бышовца он не вошел и получил должность «клубный тренер вратарей». В обязанности экс-голкипера входила работа с вратарями дубля, юношеских и детских команд «Локомотива», а также участие в различных спортивно-развлекательных мероприятиях, проводимых клубом. 13 октября он 32 минуты защищал ворота дубля «Локомотива» в товарищеском матче против тверской «Волги».

6 мая 2007 года в 8-м туре чемпионата России по футболу, в выездном матче против «Ростова» вратарь ЦСКА и сборной России Игорь Акинфеев получил серьёзную травму и выбыл из строя на несколько месяцев. В том же туре второй голкипер сборной Вячеслав Малафеев получил дисквалификацию за грубую игру. В сложившейся ситуации Овчинников заявил о готовности вернуться в сборную как вратарь к ответственному матчу квалификационного турнира чемпионата Европы 2008 года со сборной Хорватии, намеченному на 6 июня. На практике, нашумевшее заявление оказалось не более, чем шуткой. В сезоне 2007 года дела у железнодорожников складывались крайне плохо. Несмотря на победу в Кубке России, в чемпионате команда заняла самое низкое место в своей российской истории — 7-е. Овчинников в течение сезона подвергал резкой критике главного тренера, а после его увольнения в ноябре в открытую высказался о своем желании возглавить «Локомотив».

В декабре 2007 года Сергей Овчинников по приглашению бывшего президента и главного тренера «Локомотива» Юрия Семина вошёл в тренерский штаб киевского «Динамо», с которым в мае 2008 года завоевал серебро Чемпионата Украины. Через год стал главным тренером: 4 декабря 2008 было объявлено, что Сергей приступает к работе с «Кубанью» в качестве главного тренера, в тот же день подписал с клубом трёхлетний контракт по схеме 1+2.