Село Сергіївка знаходиться на березі річки Саксагань (в основному на лівому березі), вище за течією на відстані 2,5 км розташоване село Ордо-Василівка, нижче за течією на відстані 3 км розташоване село Кам'яне Поле. Поруч проходять автомобільна дорога Т 0434 і залізниця, станція Кам'яне Поле за 1,5 км.
У селі річка Балка Петина впадає у річку Саксагань.
↑Волости и важнѣйшія селенія Европейской Россіи. По данным обслѣдованія, произведеннаго статистическими учрежденіями Министерства Внутренних Дѣл, по порученію Статистическаго Совѣта. Изданіе Центральнаго Статистическаго Комитета. Выпуск VIII. Губерніи Новороссійской группы. СанктПетербургъ. 1886. — VI + 157 с. (рос. дореф.)