Carriera Fu scelto dai Montréal Canadiens all'NHL Entry Draft 1983 al secondo giro (27º assoluto). Tra il 1984 e il 1997 raccolse 829 presenze in NHL, tra stagione regolare e play-off, con le maglie di Montreal Canadiens, St. Louis Blues, Vancouver Canucks, Toronto Maple Leafs e New York Rangers.
Ha terminato la carriera nella Deutsche Eishockey Liga, tra il 1997 e il 2001, dove ha giocato con Kölner Haie e Nürnberg Ice Tigers. Già in precedenza, nel 1994 in occasione del lockout che aveva posticipato l'inizio della stagione NHL, Momesso aveva avuto una breve esperienza europea: aveva indossato la maglia dei Devils Milano per alcuni incontri in campionato ed Alpenliga.
Sergio Momesso è padre di Stefano Momesso e zio di Giulio Scandella e Marco Scandella, tutti giocatori di hockey.
Palmarès Individuale QMJHL First All-Star Team: 1 1984-1985 DEL Player of the Year: 1 1998-1999
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