Paulo Sérgio Oliveira trat erstmals 2010 in landesweiten Wettkämpfen in der Leichtathletik an. Damals startete er, neben den Sprungwettbewerben, auch noch im Sprint. Im Dreisprung gelang ihm die Qualifikation für die Olympischen Jugendspiele in Singapur, während er im Weitsprung die Qualifikation verpasste. In Singapur gelang ihm die Qualifikation für das Finale, in dem er mit Saisonbestleistung von 15,63 m den fünften Platz belegte. Zwei Monate nach den Jugendspielen trat er im Dreisprung auch bei den U18-Südamerikameisterschaften in Chile an. Dabei gewann er mit 15,13 m die Silbermedaille. Im folgenden Jahr konnte er keine Verbesserungen erzielen, wenngleich er sich ab 2011 komplett auf das Springen fokussierte. Erst zum Ende des Jahres 2012 konnte er sich sowohl im Weit- als auch im Dreisprung steigern, auf 7,67 m bzw. 16,14 m. Bei den nationalen Meisterschaften der Erwachsenen gelang ihm im Dreisprung 2012 erstmals der Einzug in das Finale. 2013 steigerte er seine Bestweiten erneut. Im Weitsprung kam er bis auf einen Zentimeter an die Acht-Meter-Marke heran und wurde zudem Fünfter bei den Brasilianischen Meisterschaften.