История храма преподобного Сергия Радонежского в поселке Дудаченский связана с развитием землевладений помещика Александра Михайловича Жеребцова во второй половине XIX века. В 1880 году Жеребцов, выпускник Геттингемского университета, начал создание оросительной системы на территории современного Фроловского района. В этот период были построены первые хозяйственные сооружения в балке Дудачьей, включая мазанки для рабочих и скотный двор.
В 1884 году началось строительство барского дома Жеребцова, где впоследствии размещались школа и участковая больница. Помещик активно занимался благотворительностью, строил школы и церкви, однако прямых свидетельств о возведении храма в Дудаченском в дореволюционный период не сохранилось. Земли Жеребцова включали 13 хуторов, а орошаемая площадь составляла 1300 га.
В начале XX века революционные события мало затронули поселок. После 1917 года земли были переданы казачеству Войска Донского. В советский период религиозная жизнь в Дудаченском не прослеживается. Восстановление православных традиций началось в постсоветское время.
Современный храм преподобного Сергия Радонежского был основан в конце XX - начале XXI века. Точная дата постройки и освящения не зафиксирована в открытых источниках. Архитектурные особенности здания соответствуют традициям сельского храмостроения Волгоградской области. Храм выполняет функции духовного центра для жителей поселка Дудаченский и близлежащих хуторов.
Приходская жизнь включает регулярные богослужения по воскресным и праздничным дням. В храме соблюдаются традиции православного богослужения, установленные Уставом Русской Православной Церкви. Исторические связи с Вознесенским монастырем Московского Кремля, характерные для других сергиевских храмов, в данном случае не прослеживаются.