Виктор Сергеев в учился на факультете журналистики Ленинградского университета (1957—1960). В 1972 году окончил режиссёрский факультет Ленинградского института культуры имени Н. К. Крупской. С 1960 по 1964 год работал помощником режиссёра, ассистентом режиссёра на киностудии «Беларусьфильм».
С 1964 года — на киностудии «Ленфильм» помощником режиссёра, вторым режиссёром, режиссёром.
В 1997 удостоен звания Заслуженного деятеля искусств РФ. С того же времени — директор киностудии «Ленфильм».
Помимо постановки фильмов, был продюсером некоторых картин — таких, как «Молох» Александра Сокурова.
Снялся в нескольких фильмах.
Скончался в больнице в Москве после тяжёлой продолжительной болезни. Похоронен 22 ноября 2006 года на кладбище в посёлке Комарово под Санкт-Петербургом.
Был отчимом известного актёра Никиты Михайловского (стал вторым мужем матери Никиты Алевтины Ивановны). После её смерти женился во второй раз — на художнице по костюмам киностудии «Ленфильм» Ирине Каверзиной. Она оформила ряд его киноработ.