Det är första gången Manchester City vinner supercupen, finalen mellan segraren i Champions League och Europa League.
Efter 1–1 vid full tid gick finalen till straffläggning där de nio första straffarna gick i mål.
När Nemanja Gudelj sköt Sevillas femte straff i ribban var titeln i hamn för förra säsongens trippelsegrare.
Walker matchvinnare
Manchester City hade börjat den nya säsongen med att förlora Community Shield på Wembley mot Arsenal på straffar.
Nu blev det revansch och Kyle Walker, som satte Citys femte straff, blev matchvinnare.
Manchester City vann sin första Champions League-titel i historien i maj medan Sevilla vann Europa League för sjunde gången på 17 år.
City kom till spel dagen efter beskedet att stjärnmittfältaren Kevin De Bruyne åkt på en allvarlig skada och förmodligen blir borta året ut.
Manchester City dominerade i bollinnehav och skapade en del chanser, men Sevilla var sylvasst i sina kontringar.
Så kom också ledningsmålet när skyttekungen Youssef En-Nesyri kraftfullt nickade in 1–0-målet på Marcos Acunas perfekta inspel i 25:e minuten.
Det var Sevillas första anfall i matchen.
Kvittering på nick
En-Nesyri fick ett jätteläge på en kontring i början av andra halvlek, men Citymålvakten Ederson räddade.
Manchester Citys grepp hårdnade dock och kvitteringen i 63:e minuten kom också på nick genom Cole Palmer efter Rodris precisa inlägg.
Sevillamålvakten Yassine Bounou – som ryktas vara på väg till saudiska al-Hilal – var chanslös.
Bounou hade sedan ingen lycka i straffläggningen – och Manchester City kunde jubla i Aten.