Sirotking cosechó un éxito moderado en las categorías inferiores del deporte, donde cosechó resultados razonables, aunque no apabullantes.

Se inició en el automovilismo con el karting cuando tenía 13 años, y compitió a nivel internacional en múltiples categorías hasta 2010.

Debutó en monoplazas con 15 años. Su primera categoría fue la Fórmula Abarth, la Fórmula 4 italiana. Su primera temporada fue discreta, pero en 2011 se proclamó subcampeón y se impuso en su variante europea.

En 2012 ascendió a la Fórmula 3 italiana, donde obtuvo dos victorias. También se inscribió en el AutoGP, donde terminó tercero en la general con dos victorias y nueve podios. Debutó en las World Series by Renault, con resultados discretos.

En 2013 hizo la temporada completa de la Fórmula Renault 3.5. Fue un habitual de los puntos y subió al podio en dos ocasiones, pero no pasó de la novena posición. En 2014 repitió modalidad. Ganó una carrera e hizo cuatro podios.

En 2015, Sergey Sirotkin dio el salto a las GP2 Series. En su primer año, ganó una carrera e hizo cinco podios. En su segunda temporada, ganó dos carreras e hizo ocho podios. En ambas ocasiones, fue tercero en la clasificación general. Hizo dos carreras puntuales en 2017, año en el que también debutó en las 24 horas de Le Mans con el equipo SMP de la categoría LMP2.

La relación de Sergey Sirotkin con la Fórmula 1 se remonta al año 2013. Sauber le fichó con apenas 18 años para que fuera su piloto probador. La intención era que ejerciera de titular en 2014, pero el acuerdo se torció y la oportunidad nunca se consumó. En 2016, Sirotkin se unió a Renault en calidad de piloto probador. Siguió en la entidad en 2017.

2019 – RENAULT

Sirotkin fue piloto reserva de Renault en 2019. Combinó su papel en Enstone con su asiento en SMP en el Mundial de Resistencia. Disputó tres carreras del WEC: las 1000 millas de Sebring, en las que se quedó a una vuelta de terminar; las 6 horas de Spa, una carrera marcada por las condiciones meteorológicas en la que se pudo ver sol, nubes, lluvia e incluso nieve, y las 24 horas de Le Mans, que tampoco pudo acabar.

2018 – WILLIAMS

Sergey Sirotkin debutó en Fórmula 1 en el año 2018 como piloto oficial del equipo Williams, después de superar al polaco Robert Kubica en el proceso de selección.

La nula competitividad del Williams FW41 –el peor coche de la parrilla– le relegó al fondo de la parrilla y le convirtió en un actor secundario. En ningún momento pudo demostrar su valía ni su nivel para la Fórmula 1.

Sólo puntuó en una carrera, Italia, donde se benefició de la descalificación de los dos coches del equipo Haas para auparse hasta la décima posición y rascar un guarismo.

Al final de la temporada, su escudería anunció que no renovaría su contrato para el siguiente curso y que Robert Kubica le sustituiría.