Am 29. April 2009 geriet Motz als MG-Schütze auf dem Rückweg von einer Patrouillenfahrt nördlich von Kundus in einen Hinterhalt der Taliban. Zunächst gelang den neun gepanzerten Fahrzeugen der Durchbruch. In einem zweiten Hinterhalt gerieten sie unter schweren Beschuss und lieferten sich mit den Angreifern ein minutenlanges Gefecht. Während Motz in seinem Radpanzer Fuchs mit seinem Maschinengewehr den Angriff abzuwehren versuchte, wurde das Fahrzeug von einer Panzerfaust getroffen. Da die volle Wucht des Geschosses von seinem Körper aufgenommen wurde, gab es in seinem Fahrzeug keine weiteren Toten oder Schwerverletzten.
Wenig später erlag Sergej Motz im Alter von 21 Jahren seiner schweren Verwundung. Dieses Gefecht, bei dem die Bundeswehr in den bis dato heftigsten Feuerkampf verwickelt und bei dem zehn weitere Soldaten verwundet wurden, markierte eine bis dahin nicht gekannte Intensität des ISAF-Einsatzes für die deutschen Truppen. Schon zuvor hatte es zahlreiche Todesfälle der Bundeswehr bei Auslandseinsätzen beispielsweise durch Unfälle, natürliche Ursachen, Suizid oder Sprengstoffanschläge gegeben. Motz war aber der erste deutsche Soldat, der seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs in einem Feuergefecht fiel.
Er wurde auf dem Friedhof von Bad Saulgau bestattet. Sein Grab befindet sich im Gräberfeld 36 (→ Lage)48.0152749.5109.
Sergej Motz gibt dem Tod in Afghanistan ein Gesicht. Stuttgarter Zeitung vom 8. Mai 2009. Online.
Rudi Multer, Ludger Möllers: Das Gedenken an Sergej Motz bleibt lebendig. Vor zehn Jahren ist der erste Bundeswehrsoldat in Afghanistan im Gefecht gefallen – Familie und Kameraden halten Erinnerung. Lindauer Zeitung vom 29. April 2019. Online.