סרחיו ראמוס התחיל לשחק כדורגל בשכונה בקבוצת 'קאמאס' לפני שעבר לקבוצת הילדים של סביליה. הוא התפתח בקבוצות הנוער עד שהגיע לקבוצה הבוגרת וערך את משחק הבכורה שלו תחת חואקין קפרוס בראשון לפברואר 2004 מול דפורטיבו לה קורוניה. בקיץ 2005 אחרי שנתיים בלבד בקבוצה הבוגרת עבר מסביליה לריאל מדריד תמורת 27 מיליון יורו ובכך הפך לשחקן היקר ביותר בהיסטוריה לגילו (19) בנוסף לכך היה השחקן הספרדי הראשון שנרכש ע"י פלורנטינו פרס בקדנציה הראשונה שלו בקבוצה.
ראמוס קיבל את הספרה 4 שהשאיר אחריו הקפטן הקודם, פרננדו היירו. בהצגה שלו כשחקן ריאל מדריד אמר "אני אוהב את הספרה 4, כבוד גדול בשבילי להיכנס לנעליו של היירו" ומיומו הראשון סימן עבור אוהדי ריאל מדריד את הדרך שבה הוא רוצה ללכת.
סרחיו הפך לבורג חשוב, אחרי שנים רבות בקבוצה והפיכתו לקפטן שלישי אחרי אגדות כמו ראול ואיקר קסיאס הוא הפך למדרידיסטה אמיתי גם כשלא גדל בקבוצת הנוער של מדריד הוא נושא בורידיו את הערכים והתרבות של הקבוצה. אחרי עזיבתם של ראול וקסיאס, סרחיו ראמוס הפך לקפטן ראשי ונושא על כתפיו הרחבות קבוצה גדולה.
עבור סרחיו ראמוס לא מספיק לשאת על זרועו את סרט הקפטן בשביל להנהיג את ריאל מדריד. מעבר לכך שהוא השחקן האהוב ביותר בסגל זה שמעלה את מצב הרוח בחדר הלבשה עם מוזיקת הפלמנקו שמתנגנת תמיד ברקע, ומעבר לגילויי האהבה שהוא מרעיף על חבריו לפני, אחרי ותוך כדי המשחק אם זה בנשיקות או חיבוקים. הוא הפך להיות השחקן שגורם לכל אוהד שיושב בסנטיאגו ברנבאו או בבית להאמין שכל עוד הוא על המגרש הכל אפשרי.
ראמוס רחוק מלהיות 'עוד' שחקן כדורגל. המשמעות שלו בתוך הקבוצה היא הרבה יותר מהיכולות הספורטיביות שלו, הוא מנהיג בלתי מעורר ומסמל יותר מכל את האופי של ריאל מדריד.
הוא הפך למומחה בפתירת בעיות כמו שמראה הסטטיסטיקה שלו: 69 שערים ב-12 עונות כשחקן הגנה. מאז שהראה לאוהדי מדריד את האור ב'אצטדיון האור' בליסבון בגמר ליגת האלופות עם שער שיוויון בתוספת הזמן ראמוס מצא את השער עוד 22 פעמים לאחר מכן, 19 מתוכם היו בכדי לתת לריאל מדריד את הניצחון או לפחות שיוויון, נתון חסר תקדים לבלם בכדורגל המודרני.
סרחיו ראמוס הוא שחקן ההגנה היחיד בהיסטוריה של ליגת האלופות שכבש שער בשני משחקי גמר שונים. הוא עשה זאת בליסבון 2014 ובמילאן 2016, מה שגורם לו לחלוק את ההישג עם שחקנים כמו כריסטיאנו רונאלדו, ראול, סמואל אטו ולאו מסי, לא דבר של מה שבכך לשחקן הגנה.
יותר מכך, לאחר המשחק מול נאפולי שבו הוא כבש את שער ראשון שצימק ל1-1 וגרם לשער השני שהכריע את המשחק בתוצאה של 2-1 (6-2 בסיכום שני המשחקים), רבים העלו את השאלה האם סרחיו ראמוס הוא שחקן ההגנה הטוב ביותר בהיסטוריה של ריאל מדריד. שמעבר לביטחון ההגנתי הוא גם תומך בהתקפה ומכריע משחקים..
קרלוס סנטיאנה שחקן העבר של ריאל מדריד והשחקן שבתקופתו נחשב לנוגח הטוב ביותר לא יכול גם הוא להישאר אדיש לנוכח המספרים של ראמוס: "לקבוצה היריבה יש תוכנית מסוימת בשביל לעצור אותו והם עדיין לא מצליחים. יש בו הרבה אמונה, הוא לא הולך לרחבה בשביל לראות מה קורה. הוא עולה להתקפה עם מנטליות של חלוץ מרכזי". גם פבלו בלאנקו האיש שגילה את סרחיו ראמוס כשעוד היה ילד בן שמונה לא מופתע מהיכולת: "הוא אלוף בקפיצה ונגיחה, כשהוא עולה להתקפה וזוכה בטריטוריה ברחבה הוא בלתי מנוצח. הוא מכה בלי רחמים את היריבה". בלאנקו סיפר ל- EFE את ההתפתחות של ראמוס מקבוצת הילדים ועד להיותו שחקן מקצועי, כשהתחיל כחלוץ מרכזי (משם פיתח את האינסטינקט לשער) אחר כך עבר לקשר מרכזי (עבודת רגליים וקריאת משחק) ובסופו של דבר מצא את עצמו כשחקן הגנה שהתנסה בהכל.
העונה ראמוס נמצא במקום הרביעי בטבלת הכובשים של ריאל מדריד עם 11 שערים כשלפניו נמצאים כריסטיאנו רונאלדו (25), בנזמה (15) ואלברו מוראטה (13) כולם חלוצים. היסטוריית שחקני ההגנה של ריאל מדריד מלאה בשערים, השער של ראמוס מול בטיס עזר לו לדלג מעל רוברטו קרלוס שנמצא במקום השלישי עם 68 שערים וכרגע ניצב לפניו רק פרננדו היירו עם 127 שערים, במצב הנוכחי כשהוא מספק מספרים של חלוץ ככל הנראה נזכה לראות את ראמוס עושה את ההיסטוריה הקטנה שלו.
לפי דיווחים שמגיעים מהולדבאבס זידאן מאמין בשיטת אימון דומה לשל אנצ'לוטי שבה לא מתאמנים על מהלכים קבועים אלא מעדיפים להתאמן על הנעת כדור, לחץ ושמירת כדור. אימון על מצבים נייחים מתקיימים רק פעם בשבועיים, מתאמנים בצורה מסודרת על קרנות. קרוס, מודריץ' וחאמס מרימים את הכדור מנקודת הקרן אל בייל, כריסטיאנו וראמוס בזמן ששחקני ההגנה מנסים להגן על השער (באימונים אלה ראמוס מצטרף לקבוצת ההתקפה).
"אי אפשר להתאמן על קרנות, אי אפשר לחזור על אותה הרמה פעמיים" מתעקש פרננדו מוריינטס שהיה אשף הנגיחות בעבר הלא רחוק של ריאל מדריד. אולי מדובר במזל, במצבים שבהם חסר משחק טוב ודיוק ברגליים אולי עדיף שיהיה מזל עם הראש.
"כמובן שהתאמנו בשביל לעצור אותו" הודה ראול אלביול, שחקן ההגנה של נאפולי בסיום המשחק. בתמונות של אותו המהלך שהוביל לשער, נראה שראמוס קופץ כמה סנטימטרים מתחת לאלביול.
בנוסף להגבהות הטובות של קרוס או מודריץ' (בעבר די מריה, אוזיל, גוטי, בקהאם או זידאן עצמו שהיה הראשון לבשל לראמוס), סרחיו משתמש גם בחבריו ברחבה בשביל להשתלט על טריטוריה. לוקאס ואסקז הפך לשותף שלו העונה כשהכדור יוצא לדרך מנקודת הקרן ועד לראשו של ראמוס, בקלאסיקו האחרון פיקה נסגר ע"י לוקאס ואסקז בשער של ראמוס שהשווה את התוצאה בקאמפ נואו. בגמר בליסבון זה היה בייל שחסם את חואנפראן בדרכו לראמוס כשהכדור פגש בראשו של סרחיו ראמוס בדקה ה-93.
סרחיו ראמוס אמנם מתופקד כבלם אבל מאז שני השערים מול באיירן מינכן באליאנס ארנה בדרך ל'דסימה' נראה שראמוס הפך לחלוץ המרכזי של ריאל מדריד. זה שתמיד נמצא שם במצבים קשים, כשהדברים לא קורים כפי שמתכננים. כל השערים שלו היו משמעותיים ומרכזיים, כאלה שהצילו את ריאל מדריד ממבוכה גדולה וגרמו לה להמשיך לחלום ולכתוב היסטוריה. אם זה שער גורלי בתוספת הזמן בגמר, שער שיווין בגמר אחר, קלאסיקו, דרבי, ליגת האלופות… כשצריך את סרחיו ראמוס הוא מופיע. בדרך כלל זה קורה בדקות האחרונות כשהאמונה נוטשת גם את אחרון האוהדים ואז מופיע הקפטן, הילד שנכנס לנעליים הגדולות של פרננדו היירו ומוכיח למה הוא הלב והנשמה של ריאל מדריד כי המשחק לא נגמר עד שסרחיו אומר אחרת.
