Его учителями были Ж.-Э.Рен и П.-Ю. Л’Аршевек. В 1767—1779 годах обучался в Европе, прежде всего в Италии. Уже в ранних его работах («Ахилл и кентавр Хирон» (ок. 1767), «Венера и Анхиз» (ок. 1769—1770)) сказалось увлечение новым стилем, отход от традиций барокко и рококо. Первой большой самостоятельной работой стал в 1770 году «Фавн». Когда Сергель в 1778 году покинул Рим, он уже был скульптором с европейской известностью.
По дороге в Швецию Сергель был избран членом Французской Академии Искусств и создал скульптуру «Отридад» (1779). После возвращения на родину король Густав III назначил его придворным скульптором. По заказу короля им были созданы «Амур и Психея», а также закончен памятник Густаву II Адольфу, начатый его учителем Л’Аршевеком.
Помимо крупных работ, он также занимался и мелкими заказами, создав значительное количество бюстов и портретных медальонов.
В настоящее время в шведской столице есть улица (Сергельгатан) и площадь (Сергельс Торг), названные в его честь.
К.М.Бельман, ок. 1790
Скульптурная группа (Оксеншерна А. и Клио) у подножья памятника Густаву II Адольфу
Памятник Густаву III в Стокгольме
Королева София Магдалена, 1783
Надгробие на могиле Т.Сергеля в церкви Адольфа Фредрика
Сергель и К.А.Эренсверд