Весной 2014 генерал-майор Кульчицкий принимал активное участие в создании первого добровольческого подразделения, сформированного из активистов Самообороны Евромайдана и вместе с ним поехал защищать Украину в самую горячую точку боевых действий – город Славянск.
29 мая 2014 года на четвертом блокпосту вблизи города Славянска Донецкой области были разгружены продукты питания и проведена ротация личного состава. Возвращаясь из района горы Карачун, вертолет Ми-8МТ Национальной гвардии Украины, на борту которого находился генерал-майор Сергей Кульчицкий, был обстрелян и подбит террористами из ПЗРК. Боевики, выпустив ракету, скрылись в ближайшей деревне Былбасовка.
Во время падения взорвались топливные баки. В результате катастрофы погибли 12 человек – шесть военнослужащих Национальной гвардии, включая двух членов экипажа, и шесть представителей спецподразделения МВД Украины.
20 июня 2014 Сергею Кульчицкому посмертно присвоено звание Героя Украины. Другие погибшие награждены орденом “За мужество” I степени (посмертно).
В честь погибшего генерала назван батальон оперативного назначения Национальной гвардии Украины, который Кульчицкий начал формировать из бойцов Самообороны Майдана – “Батальон им. Героя Украины генерала Кульчицкого”.