Il soutient ensuite sa thèse d’État sur Le parti républicain-radical et radical socialiste en France de 1919 à 1939 en 1976, à l'université Paris-Nanterre, sous la direction de René Rémond.
Il est l'époux de Gisèle Berstein (1932-2024)[2], également historienne[3].
Dans une première partie de sa carrière, Serge Berstein est professeur dans l'enseignement secondaire, au lycée d'Antony, entre 1966 et 1968. Il est ensuite maître-assistant à l'université Paris-Nanterre.
Membre des conseils scientifiques de la Fondation Charles-de-Gaulle et de l'Institut François-Mitterrand, il est l'auteur de nombreux ouvrages de synthèse historique sur la France contemporaine, ainsi que des manuels dans la collection « Initial », chez Hatier, en collaboration avec Pierre Milza.
Il est président d'honneur de la Société d'histoire moderne et contemporaine[5].
Le 6 février 1934 (choix de textes réunis et présentés par Serge Berstein), Paris, Gallimard, Julliard, coll. « Archives » (no 59), , 257 p. (ISBN2-07-029319-X, présentation en ligne).
En collaboration avec Jean-Jacques Becker, Histoire de l’anticommunisme en France. Tome 1 : 1917-1940, Paris, Olivier Orban, 1987.
La France des années trente, Paris, Armand Colin, « Cursus », 1988.
Nouvelle histoire de la France contemporaine, t. 17 : La France de l'expansion : 1, La République gaullienne, 1958-1969, Paris, Éditions du Seuil, coll. « Points. Histoire » (no 117), , 375 p. (ISBN2-02-010408-3, présentation en ligne).
En collaboration avec Jean-Jacques Becker, Victoire et frustrations, 1914-1929, Paris, Le Seuil, 1990.
En collaboration avec Pierre Milza, L’Allemagne 1870-1991, Paris : Masson, 1992 ; collection « Un siècle d'histoire ».
Démocraties, régimes autoritaires et totalitarismes au XXe siècle. Pour une histoire politique comparée du monde développé, Paris, Hachette, « Carré histoire », 1992, 253 p.
La République sur le fil. Entretiens avec Jean Lebrun, Paris, Textuel, 1998.
Titre de couverture : François Mitterrand, les années du changement. 1981-1984. Actes du colloque « Changer la vie, les années Mitterrand 1981-1984 » organisé les 14, 15 et 16 janvier 1999 par le Centre d'histoire de l'Europe du XXe siècle et l'Institut François-Mitterrand. Ce colloque a bénéficié de l'ouverture des archives de l'Élysée et du témoignage de la plupart des protagonistes.
Serge Berstein (dir.) et Michel Winock (dir.), Histoire de la France politique, vol. 3 : L'invention de la démocratie, 1789-1914, Paris, Éditions du Seuil, coll. « L'Univers historique », , 513 p. (ISBN2-02-033250-7).
Réédition : Serge Berstein (dir.) et Michel Winock (dir.), Histoire de la France politique, vol. 3 : La monarchie entre Renaissance et Révolution, 1515-1792, Paris, Éditions du Seuil, coll. « Points. Histoire » (no H369), , 620 p., poche (ISBN978-2-7578-0226-7).
Serge Berstein (dir.) et Michel Winock (dir.), Histoire de la France politique, vol. 4 : La République recommencée de 1914 à nos jours, Paris, Éditions du Seuil, coll. « L'Univers historique », , 597 p. (ISBN2-02-033251-5).
Réédition : Serge Berstein (dir.) et Michel Winock (dir.), Histoire de la France politique, vol. 4 : La République recommencée de 1914 à nos jours, Paris, Éditions du Seuil, coll. « Points. Histoire » (no H370), , 740 p., poche (ISBN978-2-7578-0227-4).
Serge Berstein (dir.) et Marcel Ruby (dir.), Un siècle de radicalisme, Villeneuve-d'Ascq, Presses universitaires du Septentrion, coll. « Histoire et civilisations », , 287 p. (ISBN2-85939-814-7, lire en ligne).
Serge Berstein (dir.), Pierre Milza (dir.) et Jean-François Sirinelli (dir.), Michel Debré, Premier ministre (1959-1962), PUF, 2005.