Con 10 años entró en el Alevín B del Racing, perteneciendo desde entonces a esta cantera.
Realizó la pretemporada (2008-2009) con el primer equipo en Bad Kreuznach (Alemania). En la temporada 2008-2009 alterna partidos con el primer equipo y el filial.[1]
El 18 de septiembre de 2008 debutó con el Racing de Santander en el partido de Copa de la UEFA que se disputó en El Sardinero frente al FC Honka con el resultado de 1 a 0.[2] El 5 de octubre debutó en Primera División contra el Osasuna, sustituyendo en el minuto 81 de partido a Edu Bedia en el Estadio Reyno de Navarra, el resultado fue de 0-1 a favor del Racing. Ese mismo mes, el 29 de octubre, disputó su primer partido de Copa del Rey contra el Real Murcia, jugando los 90 minutos en la Nueva Condomina.
Marcó sus dos primeros goles en primera contra el Espanyol, en el partido disputado en el Estadio Cornellá-El Prat el día 6 de diciembre de 2009 con el resultado final de 0 a 4.
La mitad de sus derechos pertenecen al Deportivo de La Coruña, dado que el Racing Club le incluyó en la Operación Munitis, por la que este último regresó a Santander a cambio de Dudu Aouate, Antonio Tomás y el 50 % mencionado.[3]
El 12 de febrero de 2010, el Real Madrid Club de Fútbol hizo público un acuerdo de traspaso con el Racing para la temporada 2010/11.[4] [5] El 2 de marzo, el diario Marca publicó en portada una fotografía de Sergio Canales con la camiseta del Real Madrid que motivó que Ángel Canales, su padre y representante, pidiese disculpas públicamente al día siguiente.
