Sergio Vacchi nasce a Castenaso di Bologna nel 1925, studia pittura da autodidatta e segue delle lezioni private nello studio del pittore Garzia Fioresi nel capoluogo emiliano. Qui risente degli influssi filosofici dello storico e critico d’arte Roberto Longhi, che all’epoca insegna alla facoltà di Lettere della sensibilità artistica di Giorgio Morandi. Durante i suoi esordi pittorici l’artista viene appoggiato dall’amico e Francesco Arcangeli, già allievo di Longhi.

Nel 1949, presso la  Galleria del Secolo di Roma, Vacchi tiene la sua prima personale presentando opere che risentono del realismo postcubista. Il tema predominante nei lavori realizzati fino al 1956 è il paesaggio, ma gli aspetti cromatici e materici lo avvicinano all’Informale.
Questa fase è decisamente superata nei lavori proposti nel 1960 alla mostra personale della Galleria Odyssia, in cui le tele, immerse in tonalità funeree, sono gremite di soggetti bizzarri e spaventosi.

Nel 1961 si trasferisce a Roma e, ispirato dall’arte di Francis Bacon, realizza il ciclo del Concilio: una serie di lavori in cui la curia romana viene riprodotta sotto grottesche spoglie. Le opere vengono presentate alla XXXII Biennale di Venezia e alla galleria La Nuova Pesa di Roma, suscitando un notevole scalpore nel mondo cattolico.
Dalla seconda metà degli anni Sessanta comincia ad interrogarsi sulla possibilità di un potere laico, elabora quindi i cicli Morte di Federico II di Hohenstaufen e Galileo Galilei semper.

Verso la fine degli anni Sessanta l’artista si abbandona quasi totalmente a una riflessione metafisica che lo porta, dal 1975 al 1978, alla realizzazione di diversi quadri murali di grandi dimensioni (Della melanconia; Perché il pianeta). Da queste opere e dai cicli dei Dieci Autoritratti e dei Tetti di Roma nascono le mostre organizzate a Firenze e a Roma tra il 1980 e il 1981.

Maurizio Calvesi, in una sua recensione, definisce “espressionismo surreale” quello che Vacchi riesce a riprodurre nel 1982 con le Cinque Porte Iniziatiche, dipinte su vere porte e proposte sia nella Galleria Ca’ d’Oro di Roma, sia nel palazzo Cariati di Napoli.

Dal 1983 al 1985 il pittore si concentra nella creazione del ciclo delle Stanze della Nekuya. Qui il suo percorso autobiografico diventa una trasposizione del mito di Odisseo che discende negli Inferi. Il suddetto ciclo viene presentato alla Yellow Gallery di Roma nel 1985.
Nello stesso anno al Museo Archeologico e d’Arte della Maremma di Grosseto sono presentati svariati disegni di grandi dimensioni.
Diverse sono le antologiche degli ultimi anni: quella del suo paese natale, Castenaso, del 1990, quella di Paternò del 1991 e quella del 2002 a Palazzo Ricci di Macerata, allestita in occasione del conseguimento da parte di Vacchi del Premio Scipione.
Sergio Vacchi muore a Siena nel 2016.