Sergio Ciomei si è diplomato in pianoforte con il massimo dei voti e la lode, sotto la guida di Franco Trabucco. In seguito si è perfezionato con Muriel Chemin, Piero Rattalino e Andràs Schiff.
Vincitore di numerosi concorsi pianistici, nel 1991 si è aggiudicato un importante riconoscimento al Concorso W.A. Mozart presso il Mozarteum di Salisburgo.
Parallelamente all’attività pianistica, Sergio Ciomei si è perfezionato in clavicembalo con Christophe Rousset e Jan Willem Jansen e in fortepiano con Andreas Staier e Laura Alvini. Dal 1989 al 1994 è stato maestro assistente di Frans Brüggen e Kees Boeke ai corsi di musica barocca indetti dall’Accademia Musicale Chigiana di Siena. Svolge attività concertistica in tutto il mondo, come solista di pianoforte, clavicembalo e come membro dei gruppi Tripla Concordia, Il Giardino Armonico, Europa Galante, Le Musiche Nove e la Scintilla in sale concertistiche tra cui il Concertgebouw di Amsterdam, il Grand Théâtre de Genève, la Wigmore Hall di Londra e il Musikverein di Vienna.
Sergio Ciomei si è esibito inoltre al Théâtre des Champs-Elysées di Parigi, all’Auditorio Nacional de Música di Madrid, alla Philharmonie di Berlino, al Teatro Regio di Torino e al Mozarteum di Salisburgo.
Dal 2005 si è dedicato alla direzione del gruppo Tripla Concordia e della Kammerorchester Basel, con la quale ha recentemente inciso un Cd di arie di Händel per Sony.
Sergio Ciomei collabora stabilmente con Cecilia Bartoli e di recente ha instaurato un’intensa collaborazione con la violoncellista argentina Sol Gabetta. Nel 2012 è stato in tournée in Europa con Il Giardino Armonico eseguendo il Quinto Concerto Brandeburghese di Bach riscuotendo enorme successo, in particolar modo alla Philharmonie di Berlino.