Gadea comenzó a demostrar su potencial cuando acabó segundo en el GP de Francia de 2005. Su quinto en la general en 2006, después de cinco podios más, presuponían que el valenciano estaba a punto para competir por el título en 2007, algo que parecía confirmar con una primera victoria en Le Mans y un segundo puesto en Mugello.

Sin embargo, en la segunda parte del Campeonato no pudo entrar en el pulso que mantuvieron sus compañeros de equipo Faubel y Talmacsi, por un título que se decantó a favor de este último. Continuó con el equipo de Aspar en 2008 con una Aprilia oficial y se esperaba que volviera a optar al título, sobre todo al ganar la primera carrera del año en Qatar, pero bajó considerablemente su forma y no volvió a aparecer en el podio hasta el GP España de 2009. Ganó después en Assen y fue segundo en Alemania, demostrando que podía luchar en el grupo de cabeza, pero una segunda mitad de campaña sin grandes resultados le dejó finalmente con el sexto puesto de la general.

Este año Sergio pilota para el equipo Pons Racing en la categoría de Moto2, formando equipo con Axel Pons.