Sergio Hernán Pérez de Arce Arriagada nació en Quillota el 26 de agosto de 1963. Es el menor de 5 hijos del matrimonio formado por Norma Arriagada y Mario Pérez de Arce.
Realizó sus estudios básicos y medios en la ciudad de Viña del Mar, vinculándose en su juventud a la vida pastoral de la Parroquia San Juan Evangelista, en Gómez Carreño, Viña del Mar.
En 1982 ingresó al Postulantado de la Congregación de los Sagrados Corazones, profesando sus primeros votos religiosos el 2 de marzo de 1985. El 15 de diciembre de 1990 fue ordenado sacerdote, en la Iglesia de los SS.CC. de Valparaíso, de manos de Mons. Javier Prado Aránguiz ss.cc. Es licenciado en Teología por la Pontificia Universidad Católica de Chile.
En su vida pastoral como sacerdote, ha sido asesor del Centro de Pastoral Juvenil SS.CC. (CPJ), vicario parroquial en la Parroquia San Pedro y San Pablo (La Granja), asesor religioso del Colegio SS.CC. Manquehue en Santiago, asesor religioso del Colegio San Damián de Molokai de Valparaíso, capellán de la Fundación Patronato SS.CC. y Rector de la Iglesia de los Sagrados Corazones de Valparaíso.
En la vida de su Congregación de los SS.CC., ha sido formador en el Postulantado, consejero provincial y superior provincial en el período 2005-2011. En 2018 asumió como delegado provincial para la recepción de denuncias de abusos.
Fue presidente de la Conferencia de Religiosos de Chile (CONFERRE) en los años 2011-2014, período en que se desempeñó también como miembro del Consejo Nacional de prevención de abusos de la Conferencia Episcopal de Chile.
El 21 de septiembre de 2018, el Papa Francisco lo nombró Administrador Apostólico “sede vacante et ad nutum Sanctae Sedis” de la Diócesis de San Bartolomé de Chillán, asumiendo ese mismo día. El 5 de febrero del 2020, el Santo Padre lo nombró Obispo de la misma Diócesis y su ordenación episcopal se llevó a cabo el 11 de julio del 2020, en la Catedral de Chillán y sin asamblea debido a la contingencia del Covid-19. Los obispos ordenantes fueron el nuncio apostólico en Chile, monseñor Alberto Ortega Martín; el arzobispo de Concepción, monseñor Fernando Chomalí Garib: y el administrador apostólico de Talca, monseñor Galo Fernández Villaseca.
En julio de 2021 fue elegido como el secretario general de la Conferencia Episcopal de Chile (CECh) en un proceso de elección que se llevó a cabo en el marco de la 123ª asamblea plenaria extraordinaria.
El 16 de mayo del 2024, el Papa Francisco lo nombró arzobispo de la Arquidiócesis de Concepción y administrador apostólico de la Diócesis san Bartolomé de Chillán, sede vacante.
Como lema episcopal, monseñor Sergio Pérez de Arce eligió: «Reaviva el don de Dios que está en ti» (2 Tim 1,6)
