Formado en la cantera del Real Betis, pasó por las filas del Reus, el Real Murcia, el Elche Ilicitano, la Llagostera o el Elche, club al que llegó en 2015 para convertirse en pichichi de la categoría de plata con 22 dianas. En la campaña 2016/17 llegó a Osasuna para marcar diez goles y ser traspasado a un Real Betis en el que marcó once tantos en la 2017-18. Sergio León firmó en verano de 2019 con el Levante Unión Deportiva, y en la 2021-22 se une al Real Valladolid para lograr el ascenso a la élite con su aportación de 32 partidos jugados y siete goles.

09-11: Real Betis B

11-13: Reus

13-14: Murcia y Elche Ilicitano

14-15: Llagostera

15-16: Elche

16-17: Osasuna

17-19: Real Betis

19-21: Levante 

21-actualidad: Real Valladolid