À la mort de Gregoire IV l’archevêque Jean (Antipape Jean VIII) a été proclamé pape par acclamation populaire, alors que la noblesse élit Sergius, un Romain de noble naissance. L’opposition fut supprimée par l’intervention de Serge pour sauver la vie de Jean. Serge fut alors immédiatement consacré par les nobles sans rechercher la ratification de la cour franque.
L’empereur Lothaire 1er, cependant, désapprouva cet abandon de “la Constitutio Romana” de 824 [1] qui incluait le fait qu’aucun pape ne pouvait être consacré sans que son élection ait l’approbation de l’empereur franc.
Il envoya une armée conduite par son fils Louis II le Jeune, pour rétablir son autorité. L’Église et l’empereur parvinrent à un accord, avec le couronnement de Louis en tant que roi de la Lombardie par Sergius.
La fin de son règne est marqué par le pillage de Rome lors du raid mené par les Sarrazins en août 846.
Sergius a contribué au développement urbain de Rome, menant à bien la fortification du Vatican. Il mourut alors qu’il négociait avec deux patriarches. Le Pape Léon IV lui succéda.