Sérgio Sousa iniciou os seus estudos de violino aos 8 anos de idade no CEPAM (Madeira, Portugal) com Norberto Gomes. Ainda enquanto violinista recebeu o 3.º prémio no Concurso Infantil CEPAM e em 2009 transitou para viola de arco sob orientação de Volodymyr Petryakov. Licenciou-se na Academia Nacional Superior de Orquestra na classe do professor Paul Wakabayashi onde foi bolseiro da instituição e mais tarde frequentou o mestrado em música no Conservatório Real de Antuérpia com Leo de Neve, sendo bolseiro da Fundação GDA.

Em 2013 conquistou o 3.º Prémio no Concurso Internacional de Arte do Século XXI e em 2017 e 2021 obteve o 2.º Prémio e Menção Honrosa, na categoria de Música de Câmara no Prémio Jovens Músicos com o Quarteto Appassionato e Schelde Quartet.

Ao longo do seu percurso realizou diversas aulas e masterclasses com Michael Kugel, Rostyslav Kuts, Juhani Palola, Aníbal Lima, Pedro Muñoz, Pedro Meireles, Sam Barsegian, Jorge Alves, Ryszard Wóycicki, James Sleigh, Martin Outram, Sven Arne Tepl, Valentin Petrov, Guy Danel, Razvan Popovici, Steven De Roeck, Eliane Rodrigues, Sergei Edelmann, Matthias Buchholz e com Diemut Poppen.

Participou em vários projetos e festivais na Alemanha, Bélgica, Espanha, Finlândia, Inglaterra e Suécia, incluindo o projeto europeu Leonardo Da Vinci, o intercâmbio com o Ensemble Uníssono e o Aurora Music Festival.

Integra frequentemente como viola tutti e por vezes como solista com a Orquestra Metropolitana de Lisboa, a Orquestra Gulbenkian, a Orquestra Clássica da Madeira, a Orquestra de Câmara Portuguesa, a Lisbon Film Orchestra e a Orquestra Sinfonietta da Ponta Delgada, entre outras, e foi convidado a estagiar na Orquestra Metropolitana de Lisboa e na Symfonisch Orkest van Opera Vlaanderen.

Atualmente desempenha as funções de Viola Tutti na Orquestra Metropolitana de Lisboa e leciona violino, viola de arco e orquestra no Conservatório de Música da Metropolitana e Escola Profissional da Metropolitana.