En la final contra Nigeria, recibió una falta en el área que Messi convirtió en gol, camiseta manchester city permitiendo la victoria y el título. El 23 de agosto, con Sergio en la cancha, Argentina venció a Nigeria por 1-0 en el Estadio Nacional de Pekín, obteniendo así la medalla de oro, tercer título oficial para Agüero con su selección. Sergio disputó los siete partidos como titular, convirtiendo seis goles y mostrando un gran nivel, camiseta manchester city 2023 lo que le mereció el galardón del Balón de Oro y Bota de Oro (mejor jugador y goleador respectivamente) y se convirtió en el tercer jugador de la historia en obtener dos títulos sub-20.