В Омске Елизавета Михайловна устроила Сережу жить на частной квартире. Позднее она вспоминала: „Сережу приняли в техническое училище. Учащиеся продвинулись по физике и другим предметам далеко вперед, и Сергею пришлось их догонять. Кроме того, приходилось по 4 часа в день работать в мастерских — столярной, слесарной и литейной. Особенно трудно было в литейной, где было очень жарко. Подбор учителей в училище оказался хороший. Директор Панов был строгий и требовательный человек. Он наладил дисциплину в училище. По вечерам он заходил в мастерские и наблюдал за работами. Сережа всегда отличался прилежанием.
Сережа был первым учеников в училище. Занимался немецким языком и увлекался фотографией. На каникулы Сережа приезжал домой в Курган с товарищем. Тогда уже было открыто железнодорожное движение между Омском и Курганом“ [7 Воспоминания Е. М. Балакшиной//Архив Балакшиных.].
Отец, наблюдая, с каким вниманием изучает Сергей технику, решил, что из него выйдет хороший специалист и что ему необходимо получить высшее образование. Понимая, что за границей система подготовки инженеров в то время была более совершенной, чем в России, отец настоял на том, чтобы Сергей поехал учиться в Германию.
В 1895 г. Сергей Балакшин окончил Омское техническое училище и вскоре поступил в Шарлоттенбургский политехнический институт.
В Берлине Сергей не чувствовал себя недоучкой: у него была хорошая практическая и теоретическая подготовка, кроме того, юноша неплохо владел немецким языком. Все это позволило ему успешно учиться в институте под руководством опытных профессоров.
Появление студента из далекой Сибири в Шарлоттенбургском политехническом институте вызвало всеобщее удивление. Здесь время от времени учились студенты из России, но из Сибири — такое было впервые. Об этом крае здесь вообще имели довольно смутное представление. Большинство берлинцев считало, что Сибирь сплошь покрыта непроходимыми лесами, в которых обитает множество диких зверей, и заселена первобытными племенами. Так, профессор Сляби, к которому декан факультета направил Сергея за консультацией, ожидал увидеть настоящего „сибирского медведя“ — человека, обросшего волосами, немытого, неряшливо одетого, плохо владеющего даже родной речью и не имеющего элементарных знаний, тем более технических. Каково же было его изумление, когда к нему вошел высокий, худощавый юноша с умными, пытливыми глазами, опрятно и красиво одетый, с аккуратно постриженными волосами, чисто выбритый. Профессор Сляби был окончательно покорен „сибирским медведем“, когда Сергей Балакшин обратился к нему на хорошем немецком языке с рядом сложных технических вопросов, что продемонстрировало его большую эрудицию и высокую культуру.
Инженер С. А. Балакшин, 1899 г.
В дальнейшем профессора не раз подтрунивали друг над другом по поводу „сибирского медведя“, обсуждая, в частности, как и где он проводит свои свободные часы. Оказалось, что вместо предпочитаемых его сокурсниками пивных, где можно провести время с „приятелями и фрау“, Сергей часы своего досуга посвящал музеям Берлина или игре на привезенной из Сибири скрипке, на которой он неплохо исполнял произведения русских и немецких композиторов.
Немецкие профессора поражались трудолюбию и настойчивости сибирского студента. Сергей упорно изучал новинки техники, много работал в хорошо оснащенных лабораториях Шарлоттенбургского политехнического института. Он не пропускал занятий и лекций, до поздна засиживался в библиотеке, тщательно все записывал, а дома обрабатывал эти записи. Все задания выполнял аккуратно и в срок. На экзаменах обнаруживал хорошие знания и уменье применять их для решения практических задач. Особенно интересовался он вопросами гидроэнергетики и машиностроения.
Нередко Сергей посещал немецкие заводы. Он внимательно изучал организацию и технологию их производства, записывал и затем систематизировал результаты своих наблюдений. Одновременно юноша знакомился с литературой, касающейся производства в других странах, в частности в Америке, анализировал преимущества и недостатки различных производственных систем. Такой подход к делу позволил ему значительно расширить технический кругозор.
Среди профессоров института Сергей особенно ценил профессора Сляби, добросовестно передающего студентам свой огромный опыт и знания в области передовой техники. На всю жизнь усвоил Сергей рекомендации своего любимого профессора: „Дело инженера при опытных исследованиях не в отсчитывании по шкалам. Это с большим успехом лучше вас может сделать простой нетренированный рабочий. Дело инженера — скомбинировать результаты опыта, обобщить их и сделать надлежащие выводы“ [8 Воспоминания С. А. Балакшина // Архив Балакшиных.]. И Сергей Балакшин учился обобщать, делать выводы, подмечать главное и видеть перспективу. В результате он стал инженером широкого профиля и высокой квалификации.