Сезон &lt;a href="%D0%9A%D0%A5%D0%9B%20%D0%B2%20%D1%81%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B5%202010/2011"&gt;2010/2011&lt;/a&gt; Сергеев начал в составе родного «Нефтехимика», продолжил стабильно выступать на молодёжном уровне за «Реактор», однако, в феврале 2011 года перешёл в систему ЦСКА. В составе «армейцев» дебютировал 16 февраля и забросил свою первую шайбу в КХЛ. Закрепился в составе молодёжной команды «армейцев» — «Красная Армия». В этом же сезоне был вызван в состав Молодёжной сборной России на чемпионат мира. Вместе со сборной завоевал золотые медали первенства. Затем выиграл золото Универсиады, а 22 апреля в составе «Красной Армии» стал обладателем Кубка Харламова.