Es economista y político, una de las figuras clave del socialismo catalán y de la política de defensa en la España de la Transición y la consolidación democrática. Licenciado y doctor en Ciencias Económicas, se formó en la Universitat de Barcelona y en la Universitat Autònoma de Barcelona, y fue research fellow en la London School of Economics, además de profesor de teoría económica en Sevilla y en la UAB.
Procedente del catalanismo de izquierdas, militó en el Front Obrer de Catalunya en los años sesenta y formó parte del núcleo fundador del Partit dels Socialistes de Catalunya (PSC) en 1978. Antes ya se había incorporado al gobierno preautonómico de la Generalitat como conseller de Política Territorial i Obres Públiques (1977-1979). En las primeras elecciones municipales democráticas encabezó la lista socialista en Barcelona y fue elegido alcalde en abril de 1979, cargo en el que tuvo que afrontar un fuerte endeudamiento municipal, la degradación urbana y el chabolismo heredados del franquismo.
Con la victoria del PSOE en 1982 pasó al Gobierno de Felipe González como ministro de Defensa (1982-1991). Desde ese puesto asumió la tarea de democratizar y profesionalizar unas Fuerzas Armadas aún muy marcadas por la cultura franquista y traumatizadas por el golpe del 23-F. Fue una figura central en la redefinición de la política de defensa, en el proceso de integración plena en la OTAN y en la adaptación del Ejército a un marco constitucional, parlamentario y europeo.
En 1991 fue nombrado vicepresidente del Gobierno, cargo que mantuvo tras las elecciones de 1993. Dimitió en junio de 1995, en plena crisis por las escuchas ilegales del CESID, asumiendo la responsabilidad política del escándalo de los servicios secretos. Un año después fue elegido primer secretario del PSC, puesto que ocupó hasta 2000, y siguió como diputado por Barcelona en el Congreso hasta 2004, representando el ala más “institucional” del socialismo catalán.
Tras dejar la primera línea parlamentaria, Serra ha combinado la reflexión académica y la gestión institucional. Ha presidido centros de estudios internacionales como CIDOB y el patronato del Museu Nacional d’Art de Catalunya, y fue presidente de Caixa Catalunya (después Catalunya Caixa) entre 2005 y 2010, etapa marcada por la posterior crisis financiera y por un proceso judicial del que resultó absuelto en 2019 en la causa de los sobresueldos. Hoy es presidente honorífico del Instituto Barcelona de Estudios Internacionales (IBEI) y consejero independiente de la empresa Miquel y Costas, y continúa interviniendo en el debate público a través de libros, conferencias y entrevistas sobre defensa, OTAN, Europa y memoria de la Transición.