Sergio Sette Camara debütierte 2014 in der Formel 3, konnte aber zunächst nicht mit guten Ergebnissen auf sich aufmerksam machen. 2015 und 2016 wurde er jedoch Dritter beim Formel 3 Masters in Zandvoort. Auch beim Formel-3-Saisonhighlight auf dem Straßenkurs in Macao feierte er als Dritter einen Überraschungserfolg. Anschließend nahm Red Bull den Brasilianer in sein Förderprogramm auf, aus dem er jedoch bereits ein Jahr später wieder ausschied.

Sette Camara wechselte in die Formel 2, wo er nach einigen Anlaufschwierigkeiten das Sprintrennen in Spa-Francorchamps gewinnen konnte. Nach Platz 12 belegte er in den beiden folgenden Jahren den sechsten und den vierten Platz in der Gesamtwertung. 2020 kehrte er in den Förderkader von Red Bull zurück.

Seine erste Fahrt in einem Formel-E-Auto absolvierte Sette Camara beim Rookie-Test 2020 in Marrakesch für Dragon. Kurz zuvor hatte der US-Rennstall den Brasilianer für die Saison 2019/20 als Test- und Ersatzfahrer unter Vertrag genommen. Beim Saisonfinale 2020 in Berlin kam er als Ersatz für Brendon Hartley in allen sechs Rennen zum Einsatz und ließ besonders im Qualifying mit guten Leistungen aufhorchen. Für die Saison 2021 bestätigte ihn Dragon Penske Autosport als Stammpilot neben Nico Müller.