Храм преподобного Сергия Радонежского в Томске был основан в 1990-х годах по инициативе директора Томского шпалопропиточного завода Г.И. Тригорлова. Проект храма разработан на основе архитектурных форм одной из часовен Ярославля, впечатлившей инициатора строительства. Первоначально здание возводилось как Дом ветеранов, однако в процессе строительства было решено перепрофилировать его под храм. Для соответствия канонам православного храмостроительства к зданию была добавлена пристройка, корректирующая расположение алтаря.
Строительство велось с 1993 по 1997 год. Освящение строящегося храма состоялось в сентябре 1996 года, а торжественное открытие - 13 июня 1997 года. Чин освящения совершили представители Новосибирской епархии и Томского благочиния. В церемонии участвовали воспитанники Томской духовной семинарии.
Храмовый комплекс включает четыре здания: основной храм, колокольню, крестильный храм с духовно-просветительским центром и двухэтажное административное здание. В административном корпусе размещаются воскресная школа, трапезная и хозяйственные помещения. Особенностью храма является коллекция наружных мозаичных икон, выполненных из полудрагоценных камней - самая крупная среди томских церквей.
Главной святыней храма является икона преподобного Сергия Радонежского с частицей его мощей. Перед этим образом по установленной традиции совершается молебен с акафистом каждую неделю. В 2000 году при храме был открыт дом-музей, посвященный преподобному Сергию.
Храм расположен в районе, исторически связанном с Томским шпалопропиточным заводом. Улица Трудовая, где находится храм, получила свое название в 1956 году в связи с развитием промышленной зоны. Земельный участок под строительство ранее занимала деревянная заводская контора.