Am 26. April 1955 trat Sigmund Jähn den DDR-Luftstreitkräften bei. Er absolvierte zunächst die Grundausbildung und wurde 1956 Offiziersschüler an der Fliegerschule der Luftstreitkräfte der NVA in Kamenz, ab Mai 1957 in Bautzen. Nach zweijähriger Ausbildung versah Sigmund Jähn ab 1958 seinen Dienst als Pilot in einem NVA-Jagdgeschwader. Von 1961 bis 1963 war er dessen stellvertretender Kommandeur für Politarbeit, ab 1965 Leiter für Lufttaktik und Luftschießen.
1966 delegierte ihn die NVA zum Studium an die Militärakademie „Juri A. Gagarin“ der Luftstreitkräfte der UdSSR nach Monino bei Moskau, die Jähn 1970 als Diplom-Militärwissenschaftler verließ. Danach war er bis 1976 im Stab der DDR-Luftstreitkräfte als Inspekteur für die Jagdfliegerausbildung und Flugsicherheit zuständig.
Doktortitel (Dr. rer. nat.) vom Zentralinstitut für Physik der Erde, Potsdam, auf dem Gebiet der Fernerkundung der Erde, 1983; Generalmajor der NVA.
Am 02. Oktober 1990 wurde die NVA der DDR aufgelöst und Jähn im Range eines Generalmajors aus der Armee entlassen. Danach war er im Kosmonautenausbildungszentrum bei Moskau als freier Berater für das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) tätig, ab 1993 auch für die Europäische Weltraumorganisation ESA. Hier betreute er die deutschen und europäischen Astronauten bei den Vorbereitungen für die Missionen Mir-92 (Klaus-Dietrich Flade und Reinhold Ewald), Euromir-94 (Ulf Merbold und Pedro Duque/Spanien), Euromir-96 (Thomas Reiter und Christer Fuglesang/Schweden) sowie Mir-97 (Reinhold Ewald und Hans Schlegel).
Bis 2002 blieb Sigmund Jähn als ESA-Berater im Sternenstädtchen. Dann ging er in den Ruhestand, wirkte aber bis zu seinem Tod landesweit bei Veranstaltungen, Vorträgen und Foren weiter für den Raumfahrtgedanken. Zu seinen Hobbys gehören Lesen, Jagen.