Основание этого храма было приурочено к шестисотлетию со дня смерти Сергия Радонежского. По непроверенным источникам, церковь была основана еще в 1888 году, а уже к началу двадцатого века количество ее прихожан превысило 5000.
Во время революции храм совершал благотворительные акции, жертвуя деньги пострадавшим от ее вихрей. В 1932 году церковь закрыли, а на ее месте возникла, словно в насмешку, птицефабрика. Колокола тотчас же были сняты, а памятник А. А. Репникову, предположительному основателю церкви, еще некоторое время простоял. Удивительное дело, но даже в жестоких боях, которые разрушили тогдашний Сталинград, это здание смогло выстоять.
В дальнейшем многие верующие люди, которые должны были собираться в арендованной квартире, требовали от власти вернуть им храм, однако все время получали отказ. Наконец в 1999 году после реконструкции церковь вновь смогла принять прихожан, и через год в честь открытия Афон одарил ее святынями – мощами праведников.
Ныне храм Сергия Радонежского занимается просветительской работой – на территории церкви расположена Воскресная школа. В будущем планируется расширить здания трапезной и помещением для школьных занятий.