Allievo del Liceo scientifico di Casale Monferrato, fu arrestato mentre si recava a scuola. Riuscito a fuggire, il ragazzo si rifugiò prima a Stellanello, in provincia di Savona, e poi nell'Imperiese, dove risiedeva la sua famiglia. A Mendatica organizzò un gruppo di giovani antifascisti del luogo, poi passò nel Cuneese, dove entrò a far parte di una banda armata operante nei dintorni di Garessio. Ferito due volte durante l'attacco ad un presidio germanico e rimasto senza munizioni, Sergio Sabatini si offrì volontario per portare ordini ad un altro gruppo di partigiani operante nella zona. Nell'attraversare un tratto scoperto e battuto dal fuoco nemico, il ragazzo fu colpito una terza volta. Non desistette, e fu ferito ancora dai tedeschi che lo catturarono e, dopo averlo seviziato, lo condannarono a morte.
Di fronte al plotone d'esecuzione, lo studente gridò al nemico: "Mio padre mi ha insegnato a vivere, io vi insegno a morire". Il nome di Sergio Sabatini fu poi assunto da una Brigata partigiana alpina.