Sergi Vidal es va formar a les categories inferiors del club. La temporada 1999-2000 va debutar a la lliga ACB amb el Joventut, en un partit a Madrid contra l'Adecco Estudiantes. En el partit del seu debut, celebrat el 24 d'octubre, va fer 9 punts en 8:43 minuts, per un 11 de valoració.

Aquella mateixa temporada hi va haver polèmica ja que Vidal va marxar als Estats Units a disputar el Hoop Summitt, un torneig al que es convidava als millors júniors del món, sense l'aprovació del club. Aquell estiu va ser mogut, ja que va rebutjar l'oferta del Joventut amb, segons els dirigents verd-i-negres, unes pretensions desorbitades per un jugador de dinou anys. Finalment va fitxar pel TAU Ceràmica, on va jugar durant 9 temporades. Amb el TAU va ser subcampió de l'Eurolliga en dos ocasions, a més de guanyar dues lligues, així com altres títols i premis individuals.

Va tornar al Joventut la temporada 2014-15, i en el mes de febrer de 2017, en el partit disputat a la Fonteta, Sergi Vidal es va unir a la llista de "jugadors històrics" en minuts a la Lliga Endesa, després de superar la xifra de 12.000 minuts que dóna accés a aquest club. Fins a la data, només altres 30 jugadors havien aconseguit aquesta fita.

Durant la pretemporada 18-19 va acordar la seva desvinculació amb el club badaloní. Vidal no havia jugat cap minut en els quatre amistosos disputats i el tècnic del conjunt verd-i-negre, Carles Duran, ja l'havia advertit al final de la temporada anterior que no tindria minuts si es quedava. Va fitxar pel Cafés Candelas Breogán.

Ha sigut internacional amb la selecció espanyola des de la categoria cadet, disputant diferents campionats europeus i mundials. Va debutar amb l'absoluta el 27 d'agost de 2005. Posteriorment també ha jugat amb la selecció absoluta l'any 2005, disputant el campionat d'Europa celebrat a Belgrado, i entre novembre de 2017 i febrer de 2018, a la fase de classificació per al Mundial de la Xina de l'any 2019.