Посёлок Нижний Одес возник в начале 1960-х годов в связи с разработкой Западно-Тэбукского нефтяного месторождения.
С ростом населения и развитием инфраструктуры возникла потребность в строительстве православного храма для обеспечения духовного окормления местных жителей.В середине 1990-х годов, после распада Советского Союза и возрождения религиозной жизни в России, местная община инициировала строительство церкви. Выбор посвящения храма пал на преподобного Сергия Радонежского, одного из наиболее почитаемых святых Русской Православной Церкви.
Строительство храма было завершено в 1997 году. Архитектурно здание представляет собой традиционную для русского православия церковь с одним куполом. Фасады выполнены в светлых тонах, крыша покрыта металлическими листами. Здание расположено на участке, позволяющем прихожанам свободно подходить к храму со всех сторон.
С момента освящения храм стал центром духовной жизни посёлка Нижний Одес. В нём регулярно проводятся богослужения, обряды крещения, венчания и другие церковные таинства. При храме организованы воскресная школа для детей и взрослых, а также благотворительные мероприятия для поддержки нуждающихся.
В последующие годы храм поддерживался силами прихожан и местной общины. Были проведены работы по благоустройству территории, установлены дополнительные элементы благоукрашения интерьера. В 2010-х годах осуществлён капитальный ремонт кровли и фасадов, что позволило сохранить здание в надлежащем состоянии.