До 1997 года в городе Пустошка отсутствовали храмовые сооружения. В 1997 году было принято решение о строительстве православного храма, и в том же году состоялась закладка церкви в честь преподобного Сергия Радонежского. Строительство велось с учетом архитектурных традиций Псковской области.
В 2000 году церковь была освящена и начала функционировать как однопрестольный храм. В 2009 году храм получил собственные колокола, что стало важным этапом в его развитии.
Архитектурно храм представляет собой здание, выполненное в духе псковской архитектуры. К западному фасаду примыкает двухъярусная колокольня.