В ОНТУ Сергєєва О. Є. працює з 1969 року. Одразу після завершення навчання в Одеському державному університеті імені І. І. Мечникова її було зараховано на посаду старшого лаборанта кафедри фізики. У подальшому обіймала посади асистента, доцента, професора. З 1997 року протягом понад 26 років очолювала кафедру фізики, яка згодом була реорганізована у кафедру фізики та матеріалознавства, а пізніше — у кафедру фізико-математичних наук. Нині працює на посаді професора кафедри комп’ютерних та фізико-математичних наук.
У 1987 році захистила кандидатську, а в 1995 році докторську дисертацію і отримала вчене звання професора. Проф. Сергєєва О.Є. є одним з керівників наукової школи «Розробка технології виготовлення і дослідження фізико-хімічних, технічних і експлуатаційних характеристик нових функціональних матеріалів і покрить», яку засновано ще в 1982 році. В рамках діяльності даної школи проводяться фундаментальні дослідження, результати яких доповідаються на різноманітних міжнародних конференціях, публікуються в фахових виданнях України та провідних іноземних виданнях, висвітлюються на наукових колоквіумах кафедри. Під її науковим керівництвом успішно захищено 4 дисертації; неодноразово виступала офіційним опонентом.
Викладає наступні дисципліни: фізика, теоретична та прикладна фізика
Кількість наукових та методичних робіт: У творчому доробку Олександри Євгенівни біля 300 публікацій наукового та навчально-методичного характеру, серед яких 7 монографій. До наукометричної бази Scopus входять 34 статті проф. Сергєєвої О.Є., індекс Хірша – Н=5.
Наукові інтереси: Відмінник освіти.
Стажування: ОНУ ім. І.І. Мечникова, кафедра фізики і астрономії (26.02.2024-26.04.2024), підвищення кваліфікації в Карпатському національному університеті імені Василя Стефаника за програмою “Передові дослідження у фізиці і технології тонких плівок та наносистем”(2026, 1,5 кредиту)
Наукові інтереси: електрофізичні властивості полімерних діалектриків