Nato a Roma, fu educato per cura di papa Leone III e ordinato prete da Pasquale I. Alla morte di Gregorio IV, fu chiamato a succedergli (10 febbraio 844), benchè un diacono, chiamato Giovanni, si fosse impadronito, alla testa di alcuni rivoltosi, del palazzo di Laterano. L'imperatore Lotario ordinò a suo figlio Luigi II, re d'Italia, di esaminare l'elezione di Sergio, e Luigi, dopo averne riconosciuta la regolarità, stabilì col clero e col popolo che nell'avvenire i papi non avrebbero potuto essere incoronati senza il consenso dell'imperatore.
Nulla avvenne di notevole durante questo pontificato.