Храм во имя преподобного Сергия Радонежского в Новоуральске был основан в начале 2010-х годов. В 2011 году православной общине города передано здание бывшего детского сада для организации церковной жизни. Первое богослужение состоялось 1 января 2012 года, после чего начались работы по реконструкции помещения.
Здание храма не имеет исторической преемственности с дореволюционными церковными постройками. Его создание связано с потребностями увеличивающейся православной общины города, для которой ранее действовавший храм преподобного Серафима Саровского стал недостаточным по вместимости. Работы по обустройству храма велись силами прихожан, включая ремонтные работы и создание необходимой церковной утвари.
Храм относится к Нижнетагильской епархии Русской Православной Церкви. В 2012 году, в престольный праздник 8 октября, здесь состоялось первое архиерейское богослужение, которое возглавил епископ Нижнетагильский и Невьянский. В храме совершаются регулярные богослужения по полному кругу церковных служб.
Архитектурно здание храма представляет собой перестроенное гражданское сооружение, адаптированное для церковных нужд. Внутреннее пространство включает алтарную часть, центральный зал для молящихся и помещения для совершения треб. Храм не имеет выраженных архитектурных особенностей, характерных для исторических церковных построек Уральского региона.
При храме действует социальный отдел, занимающийся благотворительной деятельностью. Также организованы катехизаторские курсы и проводятся экскурсии для желающих познакомиться с историей православия в Новоуральске. Храм является центром духовной жизни города, объединяя верующих для совместной молитвы и церковных таинств.