Инициатива строительства храма возникла в начале 2010-х годов. 6 мая 2014 года было освящено место под строительство церкви в честь преподобного Сергия Радонежского. Освящение закладного камня и креста совершил епископ Барнаульский и Алтайский Сергий. Мероприятие прошло в год 700-летия со дня рождения преподобного Сергия Радонежского, что придало особое значение началу строительства. До этого момента ближайший православный приход для жителей Казённой Заимки находился в посёлке Научный Городок.
Строительство храма велось на средства, собранные прихожанами и благотворителями. В 2015 году на строящемся храме был установлен купол весом 1,5 тонны. Купол был изготовлен в Барнауле и покрыт нитридом титана, придающим ему золотистый оттенок.
Архитектурный облик храма представляет собой сочетание традиций русского православного зодчества и современных строительных технологий. Здание выполнено из кирпича, имеет однокупольную структуру с колокольней. Фасады окрашены в светлые тона, кровля покрыта металлическими листами. Внутреннее убранство храма включает иконостас, иконы преподобного Сергия Радонежского и других святых, а также церковную утварь, необходимую для проведения богослужений.
18 июля 2018 года, в день обретения честных мощей преподобного Сергия Радонежского, в храме прошёл престольный праздник. Божественную литургию возглавил настоятель храма в сослужении духовенства Барнаульской епархии. По окончании богослужения состоялся крестный ход вокруг храма.
