Nació en Cuba en una fecha imprecisa, pero que algunos sitúan hacia la mitad de los años treinta. Destacó en seguida en la halterofilia. Estaba considerado como uno de los diez mejores pesado-ligeros del mundo cuando pidió asilo político en Estados Unidos.
Era el año 1962 y poco después Sergio empezó a interesarse por el culturismo. Sus brazos gigantescos y su cintura mínima llamaron la atención, por lo que fue elegido Mister América en 1965. Sus desavenencias con la vieja organización AAU le hicieron pasarse a la Federación Internacional de Culturistas (IFBB), que reconoció inmediatamente los méritos del cubano. Sergio ganó el campeonato del mundo en 1966. Se llevó el Mister Olimpia en 1967, 1968, 1969 este último en pugna con un incipiente Arnold Schwarzenegger y con su serie repetida de victorias inauguró el nuevo estilo físico de los años setenta: inmenso tamaño muscular, vascularización extrema y diferencia dramática entre los hombros y la cintura.
En 1970 Sergio tuvo que ceder la corona del Olimpia a el "Roble austríaco" y pasó a competir por diversos circuitos europeos y americanos. Una serie de infortunados avatares hicieron que se apartara del culturismo. Empezó a trabajar como policía en Chicago, hizo un par de películas que pasaron desapercibidas y en 1980 regresó a la competición profesional, volviendo en 1984, gracias a la gestión personal de Joe Weider, a integrarse en las actividades deportivas de la IFBB. Mantenía su antiguo tamaño y las increíbles proporciones que le hicieron famoso, pero su relieve muscular resultaba ligeramente escaso para los requerimientos del día. Aún así quedó finalista en dos campeonatos Olimpia. Cuando parecía que iba a volver a superar su magnífica forma de 1970, su mujer, tras una discusión doméstica, le disparó un tiro que le atravesó las costillas y el hígado. Su gigantesca constitución hizo que sobreviviera y actualmente, a sus más de cincuenta años, se encuentra en vías de recuperación y dispuesto a regresar a la competencia culturista.