Abogado por la Escuela Libre de Derecho. Entre su experiencia profesional en el sector energético destacan los cargos de: Director General Adjunto de Regulación Jurídica de Hidrocarburos en la Comisión Reguladora de Energía y Director General de Asuntos Jurídicos del mismo órgano Regulador. Se desempeñó como Coordinador de Asesores del Consejero Jurídico del Ejecutivo Federal y fue en esa dependencia Consejero Adjunto de Consulta y Estudios Constitucionales, en donde participó en los equipos técnicos que elaboraron las reformas constitucionales en materia energética, así como los instrumentos legales que constituyeron la legislación secundaria en el sector de hidrocarburos. 

En la Administración Pública Federal fue además, Asesor del Subprocurador Jurídico y de Asuntos Internacionales, de la Procuraduría General de la República; Asesor del Cónsul General de México en la Ciudad de Houston, Texas, en los Estados Unidos de América; Asesor del Subsecretario de Asuntos Jurídicos y Derechos Humanos, de la Secretaría de Gobernación; así como Director General Adjunto de Estudios Constitucionales e Instrumentos Presidenciales, en la Consejería Jurídica del Ejecutivo Federal.

 Aficionado de los deportes y la comida. Sergio Pimentel está casado y tiene 2 hijos. A propuesta en terna del C. Presidente de la República, fue designado por el pleno del Senado de la República como Comisionado de la Comisión Nacional de Hidrocarburos, a partir del 18 de septiembre de 2014 y hasta el 31 de diciembre de 2020.