Sérgio Sant’Anna studierte an der Juristischen Fakultät der Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) in Belo Horizonte mit Abschluss 1966, dem sich 1967 ein Postgraduiertenstudium am Institut für Politikwissenschaften der Universität von Paris anschloss. Von 1972 bis 1975 erlangte er die Lehrbefähigung als Professor für Kommunikationswissenschaft an der Katholischen Universität von Minas Gerais, worauf von 1977 bis 1990 eine Lehrtätigkeit an der Escola de Comunicação der Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) folgte. Nach 1990 begann er, sich ganz der Literatur zu widmen und war auch als Kolumnist für verschiedene Zeitungen tätig.
Sant’Anna schrieb Romane, Kurzgeschichten, Theaterstücke und Gedichte. Seine Werke wurden u. a. ins Deutsche, Englische, Französische, Italienische, Spanische und Tschechische übersetzt. Der mehrfache Prêmio-Jabuti-Preisträger veröffentlichte ab 1987 in dem renommierten Verlag Companhia das Letras in São Paulo; in Deutschland wurde die erste Übersetzung seiner Werke, Amazona in der Übersetzung von Frank Heibert, 1992 im Berliner Verlag Edition diá verlegt.
Sant’Anna starb im Mai 2020 im Alter von 78 Jahren, nachdem er mit Symptomen von COVID-19 in das Krankenhaus Quinta D’Or in Rio de Janeiro eingeliefert worden war.
1987 A tragédia brasileira. Companhia das Letras, São Paulo
1989 A Senhorita Simpson. Companhia das Letras, São Paulo. (Erzählungen)
1991 Breve história do espírito. Companhia das Letras, São Paulo. (Erzählungen)
Deutsche Ausgabe: Das kosmische Ei. Drei Erzählungen. Aus dem brasilianischen Portugiesisch von Frank Heibert. Neuausgabe: Suhrkamp Taschenbuch Verlag, Frankfurt a. M. 1994; E-Book: Edition diá, Berlin 2013, ISBN 978-3-86034-533-7 (Epub), ISBN 978-3-86034-633-4 (Mobi)
1994 O monstro. Companhia das Letras, São Paulo. (Erzählungen)[2]
1997 Um crime delicado. Companhia das Letras, São Paulo. (Roman)
Deutsche Ausgabe: Die Wahrheit über den Fall Antônio Martins. Aus dem brasilianischen Portugiesisch von Enno Petermann. Fischer Taschenbuch Verlag, Frankfurt a. M. 1999; E-Book: Edition diá 2013, ISBN 978-3-86034-534-4 (Epub), ISBN 978-3-86034-634-1 (Mobi)
1997 Contos e novelas reunidas. Companhia das Letras, São Paulo
2003 O voo da madrugada. Companhia das Letras, São Paulo. (Erzählungen)
2011 O livro de Praga. Narrativas de amor e arte. Companhia das Letras, São Paulo. (Erzählungen)
Nelson H. Viera: Sant'Anna, Sérgio. In: Irwin Stern (Hrsg.): Dictionary of Brazilian literature. Greenwood Press, New York 1988, ISBN 0-313-24932-6, S. 310–311.