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En été 2001, il est prêté au Real Oviedo, puis en 2002 à l'Elche CF. Il retourne dans les rangs du FC Barcelone en 2003. En 2004, il est prêté au Deportivo Alavés avec qui il parvient à monter en première division.
En 2008, il est recruté par l'Alzira qui vient de monter en Segunda División B. En raison de blessures, il met un terme à sa carrière de joueur en 2011. Mais en , il recommence à jouer en troisième division avec l'Unión Estepona CF.
Équipe nationale
Sergio Santamaría joue avec l'équipe d'Espagne des moins de 17 ans, des moins de 18 ans et des moins de 21 ans. En 1997, l'Espagne termine à la troisième place de la Coupe du monde des moins de 17 ans.
Sergio Santamaría obtient son premier succès sportif en 1997 à la Coupe du monde des moins de 17 ans en Égypte à laquelle il participe avec l'équipe d'Espagne. Il obtient le Ballon d'or de meilleur joueur de la compétition devançant des joueurs tels que Ronaldinho, Gaby Milito ou Xavi Hernández.
