Сергий был герцогом Кум, зависимых от Неаполя. В 840 году, в момент осады Неаполя франками, неаполитанцы избрали Сергия своим герцогом. Заняв трон без согласия Константинополя, Сергий порвал с Византией и заключил союз с арабами из Палермо. Он помог арабам изгнать византийцев из Бари (841) и Мессины (842).
Арабы оказались опасными союзниками, и вскоре Сергий заключил союз с Амальфи, Гаэтой и Сорренто. Объединённые города начали войну с арабами. Флоты Неаполя и Гаэты, совместно с папским, участвовали в знаменитой битве при Остии (849) и нанесли поражение арабам.
В пику византийцам, Сергий поддерживал дружеские отношения с западными императорами Лотарем I и Людовиком II. Так, по поручению Лотаря I, Сергий совместно с герцогом Сполето Ги I был посредником при подписании мирного договора между князьями Сиконульфом Салернским и Радельхисом I Беневентским. В 850 году Сергий, с согласия Лотаря I, провозгласил своего сына Григория III своим соправителем. Так власть герцогов в Неаполе стала наследственной.
В 859 году Сергий I начал войну с Капуей. Сыновья Сергия Григорий и Кесарь совместно с зятем Ландульфом осаждали Новую Капую, но безрезультатно. В 864 году Сергий I умер, оставив наследником сына Григория III. Ещё двое сыновей Сергия выбрали духовную стезю — святой Афанасий I был епископом Неаполя, а Стефан — епископом Сорренто.
