Sergi Roberto prešiel slávnou akadémiou Barcelony La Masia a v prvom tíme debutoval v roku 2010. Celkovo odohral za katalánsky veľkoklub 373 zápasov, v ktorých strelil 19 gólov a ďalších 43 pripravil pre spoluhráčov.
Jeho najslávnejší moment sa odohral v roku 2017 v odvete Ligy majstrov proti Parížu Saint-Germain. Barcelona prehrala prvý duel v Paríži 0:4, ale v odvete predviedla neuveriteľný obrat 6:1, ktorý Roberto dokonal v 95. minúte a posunul svoj klub do štvrťfinále milionárskej súťaže.
"Po 373 zápasoch, 25 trofejach a nezabudnuteľnom góle opúšťa klub futbalista, ktorý prišiel do La Masie v 14 rokoch," uviedla Barcelona vo vyhlásení. Roberto získal s klubom dva tituly v Lige majstrov a pridal sedem primátov v La Lige.
Všestranný španielsky reprezentant hral v posledných sezónach väčšinou na poste pravého obrancu a v prípade potreby zaskakoval aj na iných postoch.