Sergen Yalçın 5 Ekim 1972'de istanbul'da doğdu futbola 1982 yılında Beşiktaş'ın altyapısında başladı. Burada Serpil Hamdi Tüzün'ün Türk futboluna kazandırdığı isimlerden biri oldu. 1989'da Türkiye Genç Takımlar Şampiyonluğu'nu kazanan kadroda yer aldı.
Gordon Milne döneminde Beşiktaş A Takımı’na yükseldi. 1991'in başında A takım ile idmanlara çıkmaya başladı. Sarıyer ile oynanan bir hazırlık maçında bir golü ve bir asisti ile adını duyurdu. 1990-91 sezonunun ikinci yarısında zaman zaman 16 kişilik kadroya girse de maçlara çıkmadı. Aynı sezon Beşiktaş PAF takımı İstanbul şampiyonluğunu da kazanırken, Sergen de golleriyle takıma destek oldu
Sergen Yalçın ilk resmi maçını 1 Eylül 1991'de Gençlerbirliği'ne karşı oynadı. Sezonun ortasında bir ara tekrar Beşiktaş PAF takımında forma giyse de sezonun ikinci yarısından sonra uzun süre Beşiktaş formasını çıkarmadı. 1991-1996 yılları arasında başarılı performansıyla dikkat çekti ve 2 lig şampiyonluğu, 2 Cumhurbaşkanlığı Kupası ve 1 Türkiye Kupası gördü. Ancak başarılarının yanında kumar, at yarışı gibi tutkuları yüzünden de eleştirildi. 1996-1997 sezonu sonunda sözleşmesi biten Sergen, takım arkadaşı Alpay Özalan ile birlikte Beşiktaş'ın verebileceğinden daha fazla para istediği için kulüple anlaşamadı.
Cem Uzan'ın başkanlığını yaptığı İstanbulspor'dan teklif aldı ve 1997 yılında Aykut Kocaman, Oğuz Çetin transferi ile dikkat çeken İstanbulspor'a transfer oldu. İstanbulspor'a geldiği anda, golleriyle takımın İntertoto Kupası'nda gruptan birinci olarak çıkmasına yardım etti. Sezon sonu lig dördüncüsü olup UEFA Kupası'na katılmaya hak kazandılar. Ancak sonraki sezon UEFA Kupası'ndan da ilk turda elenince Cem Uzan başkanlığı bıraktı ve bütün futbolcular transfer listesine kondu. 1998 yılının kasım ayında da yönetimle problemleri olan ve maaşı ödenmeyen Sergen, sözleşmesini tek taraflı feshetti. Uzun süre futbol oynayamadı, Avrupa'dan kulüplerle görüşse de anlaşma sağlayamadı.
1999'un başında Fadıl Akgündüz'un takımı Siirt JeT-Pa Spor'a transfer oldu. Siirt JeT-Pa Spor formasını giyen Sergen, Akgündüz ve Tanju Çolak tarafından Fenerbahçe'ye bedelsiz ve kiralık olarak önerildi.
Teknik direktör Joachim Löw'ün onayı ile Fenerbahçe forması giydi. Fenerbahçe'deki performansıyla tekrar milli takıma seçildi. Sezon sonunda Fenerbahçe 3. olsa da iyi oynayan Sergen'in takımda kalmasına karar verildi ve bir sezon daha kiralandı. Ancak teknik direktör Rıdvan Dilmen'in UEFA Kupası'ndan elenince istifa etmesiyle göreve gelen Zdenek Zeman ile Sergen anlaşamadı. İlk yarının sonlarında formasını kaybeden Sergen'in sözleşmesi aralık ayında feshedildi.
Türkiye'de tekrar bir takımda forma giyebilmesi için federasyon kurallarına göre "hülle" yöntemiyle, Avrupa'da bir takıma satılması ve oradan Türkiye'ye dönmesi gerekiyordu. Bu yüzden Sergen kâğıt üzerinde Makedon takımı FK Sloga Jugomagnat'a satıldı, daha sonra oradan 2000 yılının başında Galatasaray'a kiralandı. Sergen böylece Refik Osman Top, Ali Soydan ve Saffet Sancaklı'dan sonra 3 Büyükler'de forma giyen 4. futbolcu oldu. Orta sahada gösterdiği başarılı performansıyla takımının lig şampiyonluğu ve Türkiye Kupası'nı kazanmasında büyük emeği geçti. Galatasaray, sezon sonunda UEFA Kupası'nı kazanıp, Türkiye'de ilk kez bir Avrupa Kupası kazanan takım olsa da Sergen, sezon başında Fenerbahçe forması ile kupada maç yaptığı için bu efsane kadroda yer alamadı. Sezon sonlarına doğru takımla problemler yaşayan Sergen, sezon bitince takımdan ayrıldı.
EURO 2000'den sonra yine Avrupa'da bir takım bulmaya çalışan Sergen, başarılı olamadı. 2000-2001 sezonun başında ise Trabzonspor'a kiralandı ve 4 büyüklerin tümünde forma giyen ilk futbolcu ünvanını aldı. Trabzonspor'la ilk günlerinde sakatlıklarla boğuştu. Daha sonra ise Beşiktaş'tan takım arkadaşı Oktay Derelioğlu ile birlikte antremanları aksatıp, yüksek ücret istediler. Sezon sonunda Trabzonspor 5. olurken, Sergen Yalçın da Trabzonspor ile yollarını ayırdı.
2001-2002 sezonu için tekrar başkan Mehmet Cansun tarafından Galatasaray'a 1 yıllığına kiralandı. Mircea Lucescu'nun yönetiminde kilo fazlasını atan Sergen, performansıyla yine dikkat çekmeye başladı. Sezon sonunda Sergen, Galatasaray'la bir kez daha şampiyonluğu yaşarken, Şampiyonlar Ligi'nde de 9 maçta oynayıp attığı 2 golle, takımının gruplardan çıkmasına yardım etti.
2002 Şubatında çapraz bağları yırtılan Sergen büyük bir şanssızlık yaşadı. Siirt Jetpa'nın Avrupa'dan teklifler aldığı ve Galatasaray'ın Şampiyonlar Ligi'ne devam ettiği dönemde sezonu erken kapadı. Ayrıca Türkiye Milli Takımı'nın 3. olacağı 2002 FIFA Dünya Kupası kadrosunda yer alamadı.
2002-2003 sezonunda Mircea Lucescu, Beşiktaş'a geçerken, Sergen Yalçın da bonservisi ile birlikte ilk kulübü Beşiktaş'a döndü.
Beşiktaş'ın 100. yılındaki şampiyonluğunun baş mimarlarından biri oldu ve şampiyonluğun belirleneceği maçta eski takımı Galatasaray'a attığı son dakika golüyle tarihe geçti. Aynı sezon Beşiktaş'ın UEFA Kupası'nda çeyrek final görmesine de yardım etti. 2003-2004 sezonuna Beşiktaş iyi başlarken, Sergen Yalçın, Şampiyonlar Ligi'nde Beşiktaş'ın İngiltere'deki Chelsea zaferinin mimarı olup 2-0'lık galibiyette iki gol attı. Daha sonra bu performansında İngiltere'de Beşiktaş'ın galibiyeti üzerine bahis oynamasının etkisi olduğu söylendi. Aynı sezon Adanaspor'a yatarak attığı golle de çok konuşuldu.
2006-2007 sezonuna kadar Beşiktaş'ın banko oyuncularından biri oldu. Son sezonunda Türkiye Kupası'nı da kazandı. Ancak sezon sonu Jean Tigana tarafından gönderildi.
2006-2007 sezonunda 2. Lig'e yeni yükselen ekiplerden Etimesgut Şekerspor'a transfer oldu. Ahmet Dursun, Serkan Aykut, Ahmet Yıldırım gibi isimlerle forma giydi. Sezona iyi başlasa da, ilerleyen günlerde kadro dışı bırakıldı, daha sonra affedildi. Bir sezon sonra ise adı Ankaragücü ile anılsa da en sonunda Kemal Unakıtan'ın maddi desteğini koyduğu Eskişehirspor'a 8 Temmuz 2007 tarihinde Atatürk Stadyumu'nda düzenlenen imza töreni ile transfer oldu. Eskişehirspor, Süper Lig'e çıkma yolunda ilerlerken yine kadro dışı bırakıldı ve daha sonra kulübüyle yollarını ayırdı. Daha sonra ise futbolu bıraktığını açıkladı. 2008 yılının sonunda Beşiktaş-Galatasaray maçı ile futbolu bırakmayı planlarken, Galatasaray'ın olumlu cevap vermemesi yüzünden jübilesi yapılamadı.
Sergen Yalçın futbol hayatında 390 maç forma giydi, bu maçların 347'si Süper Lig'de, 21'i 1. Lig'de ve 22'si de 2. Lig'de oldu. 230 kez Beşiktaş, 36 kez Galatasaray ve İstanbulspor, 24 kez Fenerbahçe, 22 kez Etimesgut Şekerspor, 21 kez Trabzonspor ve Eskişehirspor formaları giydi.
60 kez milli takımlara çağrılan Sergen Yalçın, ilk olarak Beşiktaş PAF takımında oynarken 1 Mart 1989'da Tiflis Turnuvası'nda SSCB'ye karşı U-16 formasını forma giydi. 21 Ocak 1990'da ise yine SSCB'ye karşı oynan bir özel maçta ilk kez U-18 forması giydi. 13 Mayıs 1992'de ise İsrail'le oynanan bir özel maçta U-21 olup, ümit milli formayı giydi.
1993 Akdeniz Oyunları'na katılan Olimpik Milli Takım'da yer aldı. 3 grup maçında 3 gol atarak takımın bir üst tura çıkmasına yardım etti. Yarı finalde Lilian Thuram, Zinedine Zidane, Pascal Nouma gibi geleceğin ünlü oyuncularının barındığı Fransa'yı elediler. Türkiye finalde Cezayir'i yenip tarihinde ilk ve günümüze dek tek olan altın madalyayı kazanırken Sergen de galibiyet gollerinden birine imza attı.
27 Eylül 1993'te Polonya maçı için ilk kez A Milli Takım'a çağrıldı. 31 Ağustos 1994'te ise Makedonya karşısında oynanan özel maçta ilk kez A Milli formayı giydi. Euro 1996 elemelerinde oynanan 8 maçın 6'sına forma giyip, İsveç ve İzlanda'ya gol attı. Türkiye, grupta ikinci olup Euro 1996'ya gitmeye hak kazandı. Türkiye'nin tarihinde ilk kez katıldığı Avrupa Şampiyonası'nda Hırvatistan ve Portekiz maçlarında forma giydi. 1998 Dünya Kupası elemelerinde Belçika maçında 57. dakikada oyuna girip, 3 dakika sonra gol attı. Ancak golden 4 dakika sonra kırmızı kart görerek atıldı.
