El atacante argentino, de 28 años, recibió una roja directa por haber cometido una falta sobre el defensa David Luiz durante el compromiso que su equipo, que entrena Pep Guardiola, perdió en casa (3-1) el pasado sábado frente a los "blues".
Se trata de la segunda expulsión para Agüero en lo que va de temporada, tras haber sido sancionado con otra tarjeta roja el pasado agosto por una entrada sobre Winston Reid, del club londinense West Ham United.
La suspensión le impedirá competir en los próximos compromisos del Manchester City frente al Leicester, el Watford, el Arsenal y el Hull.
Otro jugador del equipo que dirige Guardiola, Fernandinho, también fue expulsado en el citado partido en el estadio del City tras un encontronazo con el español Cesc Fabregas, que le ha costado otra suspensión durante tres encuentros.