En 2012, lors du championnat panaméricain de contre-la-montre, il se classe troisième de la compétition. Il obtient ainsi le bronze dans la catégorie Élite et le titre dans la catégorie Espoir. Stagiaire au Centre mondial du cyclisme, il remporte trois victoires en France : le Prix Europe Environnement, la 2e étape en contre-la-montre du Tour du Jura et la 4e étape du Tour de Franche-Comté. Il termine également 2e du ZLM Tour et 5e de la Coupe des nations Ville Saguenay. Ses bons résultats lui permettent d'être engagé comme stagiaire à la FDJ-BigMat à partir du mois d'août 2012[1]. Lors de la première étape du Tour du Limousin 2012, il s'extrait du peloton, avec une quinzaine d'autres coureurs, dans la dernière bosse de la journée. Les échappés s'expliquent entre eux pour la victoire d'étape et Sepúlveda termine troisième du sprint à l'arrivée[2].
Carrière professionnelle
Les bonnes performances réalisées en 2012 lui permettent de signer un contrat avec la formation Bretagne-Séché Environnement et de devenir professionnel en 2013.
En 2015, il reprend la compétition sur le Tour de San Luis, où il se classe quatrième du classement général[3]. En juillet, il est sélectionné en tant que leader pour disputer son premier Tour de France. Lors de la 14e étape, alors qu'il occupe la 19e place du général, il est mis hors-course après être monté dans la voiture de l'équipe Ag2r La Mondiale sur une centaine de mètres[4]. Vainqueur en septembre du Tour du Doubs, il est sélectionné par l'Argentine pour participer au contre-la-montre et à la course en ligne des championnats du monde sur route. Une chute lors de la Coppa Agostoni lui entraîne une fracture du péroné droit, ce qui l'amène à renoncer à ces championnats du monde[5].
En 2016, l'équipe Bretagne-Séché Environnement est renommée Fortuneo-Vital Concept. Eduardo Sepúlveda reprend la compétition lors du Tour de San Luis, il y remporte la quatrième étape avant de terminer deuxième du classement général. Lors de la Drôme Classic à la fin du mois de février, il se blesse en raison d'un contact avec une barrière projetée par le vent. Atteint notamment de fractures à un radius et un scaphoïde, il est privé de compétition pour une période estimée de deux à trois mois[6]. Il reprend la compétition lors du Tour de Luxembourg le 1er juin[7]. Il est retenu pour participer à son deuxième Tour de France en juillet dont il est l'un des favoris pour le maillot blanc, classement duquel il finit huitième. Il n'a pas pu être au niveau attendu, en raison d'une chute et d'une maladie pendant la course[8]. Participant aux Jeux Olympiques, il termine 37e de l'épreuve en ligne et 26e sur le contre-la-montre. Sur la fin de saison, il se distingue sur le Tour du Doubs en septembre, échouant au pied du podium.
Il débute de nouveau sa saison 2017 sur les routes d'Argentine et connait son premier résultat fin février sur la Classic Sud Ardèche (4e). Il participe une nouvelle fois au Tour de France, en tant que leader de son équipe. Mais, encore une fois, il ne peut se dévoiler en raison d'une violente chute. Il termine la course à la 65e place. Au mois d'août la presse sportive annonce que l'Argentin quitte la formation Fortuneo-Oscaro pour rejoindre l'équipe espagnole Movistar d'Alejandro Valverde[9].
En novembre 2022, Lotto-Soudal, devenant Lotto-Dstny en 2023, annonce le recruter avec un contrat d'une saison[10]. Le 28 août 2023, il endosse le maillot à pois du classement de la montagne du Tour d'Espagne en étant deuxième de ce classement derrière Remco Evenepoel déjà porteur du maillot rouge. Le lendemain, il prend des points supplémentaires lors d'une échappée et prend la tête de ce classement de meilleur grimpeur. Il devient le premier Argentin à revêtir un maillot distinctif lors d'un grand tour. Il le perd au profit de Jesús Herrada à l'issue de la onzième étape. Quelques jours après la fin de cette Vuelta, Lotto Dstny annonce l'extension de son contrat jusqu'en fin d'année 2025[11].