Храм, посвященный Преподобному Сергию, расположен с южной стороны Зачатьевского собора, над соборной ризницей и Никольским храмом. Сергиевская церковь существовала уже в конце XVI века. Во Вкладной книге монастыря упоминается, что в 1618 году архимандрит Иосиф жертвовал деньги на ремонт
Сергиевского храма, пострадавшего в разрушительное и бедственное время междуцарствия. Храм неоднократно перестраивался и ремонтировался. В нем сохранялся иконостас XVIII века. Царские врата являлись одним из лучших образцов русской резьбы по дереву XVII века. Мерзость запустения коснулась и этого храма. Из его внутреннего убранства ничего не сохранилось.
Реконструкция интерьера Сергиевского храма была начата зимой 1996 года.Храм был вновь оштукатурен, заменены оконные рамы и двери, настелены дубовые паркетные полы. Изящная резьба трехъярусного иконостаса и настенных киотов выполнена выпускниками Абрамцевского художественного училища в стиле XVI века. Особенно великолепно тончайшее кружево Царских врат. Иконы иконостаса и чудная настенная живопись воспроизведены в древнерусском стиле художником В.В. Артемьевым.
В куполе храма - изображение Св. Троицы и трех евангельских событий - искушения Христа в пустыне, омовения ног и моления о чаше. Они напоминают нам о необходимости неустанной борьбы с искушениями, непрестанной молитвы, смирения и послушания. Ниже - жизнь Прп. Сергия, образец монашеских трудов и подвигов.
На горнем месте находится старинная чудотворная икона Божией Матери "Всех скорбящих Радосте". В одном из ныне уничтоженных подмосковных храмов она особенно чтилась, с крестными ходами по просьбам верующих ее носили по окрестным селениям. В храм Преподобного Сергия с галереи собора ведет узкая крутая лестница. Храм этот совсем маленький, но необычайно радостныйи теплый.
Освящение храма состоялось 6 сентября 1996 года, в день празднования явления Божией Матери Преподобному Сергию. Освящение совершалось ночью в присутствии только братии, так как храм не мог вместить богомольцев. Необычность священнодействия, ночной крестный ход со святым Антиминсом под звон колоколов "во вся", переживание духовной радости живо напомнили Пасху. В дни, связанные с памятью Преподобного Сергия (18 июля, 6 сентября, 8 и 20 октября) в Сергиевском храме совершается ранняя Литургия.
