Dopo aver vinto col Corinthians, nel 1990, il campionato brasiliano, nel 1993 approda in Germania al Bayer Leverkusen, con cui disputa un'ottima stagione e si guadagna la convocazione estiva ai mondiali. Vi rimane ancora per tre stagioni, centrando con la squadra nel 1997 un secondo posto nel campionato tedesco.
Nell'estate dello stesso anno passa alla Roma, acquistato per 6 miliardi di lire.[1] Rimane nella capitale per un biennio, in cui va a comporre con Marco Delvecchio e Francesco Totti il tridente d'attacco della squadra guidata da Zdeněk Zeman e, pur non conseguendo successi, assurge tra i beniamini del tifo giallorosso dell'epoca.[2]
Dal 1999 al 2002 gioca col Bayern Monaco guidato da Ottmar Hitzfeld. Durante la prima stagione è la colonna portante del settore offensivo dei bavaresi; ma nei due anni successivi il suo rendimento va leggermente calando. Comunque, con i campioni di Monaco riesce a vincere praticamente tutto: la Bundesliga due volte, una Coppa di Germania, due Coppe di Lega tedesca (in cui segna il secondo gol contro il Werder Brema nella finale del 6 maggio 2000), la Champions League contro il Valencia e la Coppa Intercontinentale.
Nell'estate 2002 passa per qualche mese all'Al Wahdah, una squadra degli Emirati Arabi Uniti, quindi torna in Brasile nell'Esporte Clube Bahia.
Paulo Sérgio ha fatto parte della nazionale brasiliana che ha vinto il campionato del mondo del 1994, disputato negli Stati Uniti: alla rassegna iridata in totale ha giocato 23 minuti, divisi tra le partite della fase a gironi contro Camerun e Svezia. Complessivamente ha totalizzato 12 presenze e 2 reti con i verdeoro fra il 1991 e il 1994.
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Brasile
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Roma
Cecoslovacchia
Finlandia
Messico
Islanda
46’
Camerun
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