Cresciuto in un ambiente familiare, economicamente modesto ma artisticamente vivace (la madre scriveva poesie e canzoni napoletane, il padre era rilegatore di libri, con trascorsi giovanili teatrali), Sergio Assisi sin da bambino rivela una notevole indole creativa: a 12 anni inizia a scrivere racconti e a girare sketch. A 16 anni il debutto sul palcoscenico.
Pochi anni dopo, nel 1992, accede all’Accademia d’Arte Drammatica del Teatro Bellini di Napoli, vincendo una delle venti borse di studio stanziate, ogni tre anni, dall’Accademia allora diretta da Tato Russo. Viene subito notato da Livio Galassi che gli offre la parte principale nel George Dandin di Molière. Da qui una lunga serie di spettacoli che gli consentono di cimentarsi nei generi più diversi che vanno dalla tragedia greca alla commedia classica napoletana di Eduardo Scarpetta, dalle tragedie di Shakespeare alla commedia dell’arte di Goldoni, e il teatro contemporaneo, fino al debutto alla regia teatrale con C’è folla al castello di Jean Tardieu.
Nel 1998 l’esordio nel cinema come protagonista del film Ferdinando e Carolina di Lina Wertmuller che lo sceglie tra 3000 provinati per il ruolo di re Ferdinando IV di Borbone, per il quale viene candidato al Globo d’Oro come migliore attore. Nel 2000 gira, sempre da protagonista, il film commedia L’uomo della fortuna, ispirato al gioco del lotto in una Napoli sospesa tra dolcezza e disperazione. Nel 2004 è coprotagonista del film Guardiani delle nuvole che vince il Cairo International Film Festival. Nel 2006 con il film Amore e libertà – Masaniello, sulle gesta del capopopolo napoletano Masaniello, vince il premio come migliore attore protagonista al Festival del Cinema di Salerno.