De parents argentins d'origine espagnole (Galice et Pays basque), Sergio de Castro est élevé en Suisse romande de 1923 à 1932. Il passe sept années en Argentine de 1942 à 1949. Il est naturalisé français en 1979. Sergio de Castro est un descendant des Fernández de Castro de la Maison de Castro, famille de la haute noblesse de Galice.
En 1939 il rencontre Joaquín Torres García, dont il suivra l'enseignement. Une correspondance s'établit entre eux de 1940 à 1949.
Il devient l'assistant de Manuel de Falla pendant dix-huit mois en 1945-46. En 1949 il vient à Paris en tant que boursier du Gouvernement Français pour parfaire ses études musicales. Il s'y installe en et se consacre exclusivement à la peinture dès 1951. Castro obtient le prix Hallmark à New York en 1960. Le Pavillon d’Argentine l'accueille pour la 39eBiennale de Venise en 1980.
Sergio de Castro est professeur associé à la Faculté des sciences humaines de l'Université de Strasbourg de 1981 à 1986. Il a été élevé au grade d'officier de l'ordre des Arts et des Lettres en 1997.
Verrière de la Rédemption (1968-1969), 4,5 m de hauteur par 17 m de largeur, pour le temple luthérien Dietrich-Bonhoeffer-Kirche, à Hambourg-Dulsberg (Allemagne).
Les prophètes (1978-1981), cinq vitraux pour fenêtres préexistantes de la Collégiale de Notre-Dame de l'Assomption à Romont, Fribourg (Suisse).
Deux peintures murales pour le pavillon Martirené à l'hôpital Saint-Bois, à Montevideo (Uruguay), commande réalisée par Joaquín Torres García et ses élèves, dont Castro était le plus jeune.
Septième jour de la Création: le Repos Divin (1956-59).
Vitrail de l'Arbre de Jessé - Isaïe (1980). Collégiale de Romont (Suisse).
Détail de la fenêtre du signe de Jonas (1980). Collégiale de Romont (Suisse).
Fenêtre du Buisson Ardent - Moïse (1980). Collégiale de Romont (Suisse).
Détail du vitrail du Char d'Elie (1980). Collégiale de Romont (Suisse).
Citations sur Sergio de Castro
« Castro, vous avez fait une Grande œuvre, haute, complète, concertée comme le jeu des mondes et des mots, une espèce de développement fort et simple comme l’univers passé par notre esprit ».