Sergio begon als profvoetballer bij Hospitalet in de Segunda División B en kwam daarna bij Espanyol terecht. Na enkele seizoenen in het tweede elftal te hebben gespeeld, kwam de Catalaan in het seizoen 1997/98 bij de hoofdmacht. In 2000 won Sergio met Espanyol de Copa del Rey. In 2001 maakte hij de overstap naar Deportivo La Coruña. Bij deze club veroverde Sergio in 2002 opnieuw de Copa del Rey. Tevens won hij met Deportivo de Supercopa de España (2002) en de UEFA Intertoto Cup (2008). Sergio sloot zijn voetbalcarrière af bij Levante.