Строительство храма началось осенью 2017 года в центральной части посёлка Воронцовка. Возведение деревянного здания осуществлялось на средства, собранные местными жителями, при поддержке администрации города Краснотурьинска и АО «Полиметалл».
14 декабря 2019 года в новом храме было проведено первое богослужение — молебен, который возглавил настоятель собора Максима Исповедника отец Андрей. На богослужении присутствовали 15 прихожан. С 22 декабря 2019 года в храме начались регулярные богослужения: каждое воскресенье в 13:00 проводились молебны и панихиды. Первая Божественная литургия состоялась на Рождество Христово 2020 года.
В январе 2022 года приход храма был официально зарегистрирован как Местная Православная Религиозная Организация Приход во имя святого преподобного Сергия Радонежского посёлка Воронцовка города Краснотурьинска Свердловской области Серовской епархии Русской Православной Церкви (Московский Патриархат). Юридический адрес прихода: 624467, Свердловская область, Краснотурьинский район, посёлок Воронцовка, Октябрьская улица, дом 2.