Sergio Pérez Mendoza se narodil v Mexiku. Kariéru v automobilismu začal v roce 1996 na motokárách. V juniorské sérii získal celkem 5 titulů v Mexiku a USA.
V americkém šampionátu Skip Barber Dodge Series se umístil, v roce 2004, na jedenácté příčce. Po přesunu do Evropy působil ve Formuli BMW – v německé sérii, kde skončil šestý.
Za A1 Team Mexico se při A1 Grand Prix zúčastnil jednoho závodu. Stal se nejmladším závodníkem této série.
Během britského šampionátu Formule 3, v roce 2007, dosáhl kromě dvou závodů vždy na pódium za tým T-Sport. Povýšil do mezinárodního šampionátu, kde skončil čtvrtý.
Poté přesedlal do GP2. Začal jako kolega Vitalije Petrova v týmu Campos Grand Prix. Sergio se od dob Giovanniho Aloie (Formule 3000 v roce 1990) stal prvním mexickým pilotem na této úrovni.
V asijské GP2 absolvoval závody v monopostu Barwa Addax a skončil celkově na druhé příčce, byl poražen Pastorem Maldonadem.
Roku 2011 dostal příležitost ve Formuli 1 v monopostu Sauber. Vystřídal Nicka Heidfelda. Spolu s ním přišel k Sauberu i mexický telefonní operátor Telmex a stal se hlavním sponzorem.
Ve svých prvních dvou sezónách v barvách Sauberu dokončil šampionát jezdců na 16. a 10. místě.
Poté roku 2013 přesedlal do monopostu Mclarenu. Byl pravidelně porážen kolegou Jensonem Buttonem. Po sezóně byl Pérez nahrazen Kevinem Magnussenem. Skončil na 11. místě celkového pořadí šampionátu.
Od roku 2014 se stal součástí Force India týmu, který se v posledních dvou letech přejmenoval na Racing Point.
Ve Force Indii zažil nejlepší léta v roce 2016 a 2017, ve kterých skončil v šampionátu na sedmém místě.
Během prezentace nového vozu pro rok 2020, při rozhovoru pro web RaceFans, řekl:
"Měli jsme silnou polovinu loňské sezóny a nevidím důvod, proč bychom na dobré výsledky nemohli navázat letos v Melbourne. Mým cílem je předčit své dřívější výsledky. Věřím, že to může být již v tomto roce."
Pérez podepsal smlouvu s týmem až do roku 2023. Racing Point opět změní název a od další sezóny bude znám pod jménem Aston Martin.
