1997 wechselte Paulo Sérgio nach Italien und spielte zwei Jahre für den AS Rom. Am 31. August (1. Spieltag), beim 3:1-Sieg im Auswärtsspiel gegen FC Empoli, hatte er seinen Einstand. Er absolvierte alle 34 Ligaspiele in der Serie A und erzielte 12 Tore; sein erstes gelang ihm am 23. November (9. Spieltag), beim 2:2-Unentschieden im Heimspiel gegen Vicenza Calcio, ein Doppeltorerfolg am 19. April (30. Spieltag) beim 5:0-Sieg im Heimspiel gegen den Neuling Brescia Calcio. Seinen letzten Einsatz für die Römer hatte er am 23. Mai 1999 (34. Spieltag) beim 4:1-Sieg im Auswärtsspiel gegen Vicenza Calcio. In diesem Spiel erzielte er sein 12. Tor der Saison – gegen den Verein, gegen den er auch sein erstes Tor in Italien geschossen hatte.