Disputou a Copa São Paulo de 2007 pelo São Paulo, onde foi destaque e gerou comparações com Kaká.[2] Acabou por não jogar a final, pois estava suspenso, e o São Paulo perdeu para o Cruzeiro.
Foi alçado ao profissional ainda em 2007 junto com o zagueiroBreno.[2] Realizou sua primeira partida como profissional, diante do Juventude, pelo Brasileiro de 2007. Como o São Paulo já havia garantido o título de campeão, os reservas e os jogadores jovens tiveram chance de atuar, e Sérgio Mota pôde disputar os primeiros 45 minutos.
O contrato de Sérgio Mota com o São Paulo se encerrou em novembro de 2012 e não foi renovado.
No dia 22 de dezembro de 2010, Sérgio Mota foi emprestado ao Ceará até o final de 2011.[4][5]
No jogo-treino do Ceará contra o Maranguape, Sérgio Mota marcou dois gols; também jogou contra o Quixadá. E no Clássico-Rei, o jogador deu o passe para o gol do atacante Osvaldo.
Icasa
Em julho de 2011, Sérgio Mota foi emprestado para o Icasa.[6] A sua estreia foi contra o ABC onde o jogo terminou de 1–1. Estava atuando mais na Copa Fares Lopes, quando se negou a viajar com o grupo para Maranguape, para um jogo para cumprir tabela, já que o Icasa já havia sido eliminado.
Santo André
Em 2012, é emprestado para o Santo André. Fez sua estreia pelo Ramalhão contra o Velo Clube, partida que terminou 3–0 para a equipe de Rio Claro.[7]
Em sua estreia vestindo a camisa 10 do clube regatiano, Mota decepcionou e teve pouca participação na partida que terminou em um empate por 1x1 contra o CSE em Palmeira dos Índios. Já em seu segundo jogo pelo Campeonato Alagoano, Sérgio desencantou e marcou três gols na vitória sobre o Miguelense por 4x0. Pela segunda rodada da Copa do Nordeste, voltou a ser decisivo e marcou um gol na vitória sobre o CSA por 2x1 no maior clássico de Alagoas. Após o fim da primeira fase do Campeonato Alagoano, ele perdeu espaço na equipe.
Vila Nova
Foi uma das primeiras contratações do Vila Nova para a temporada 2018, porém, deixou o clube ainda em janeiro.[13][14]
China
Em 2018, o meio-campista chegou ao futebol chinês, onde defendeu inicialmente o ZJ Yiteng.[15]
Em 2019, assinou com o Guizgou.[15] Em março de 2021, renovou contrato com o Guizhou até 2023.[16][17] Em junho de 2021, anunciou a saída de equipe chinesa.[18] Nesse período, disputou 31 jogos, marcou 13 gols e deu 7 assistências.[15][18]
