Первый храм во имя преподобного Сергия Радонежского в селе Новосергиевка был построен в 1887 году. Деревянная церковь с трехъярусной колокольней имела длину 15 саженей, ширину 6 саженей, высоту до верха карниза 9 саженей 1 аршин. Иконостас храма составлял 14 аршин в длину и 16 аршин в высоту. При храме действовала церковно-приходская школа.
В 1910 году приход храма относился к 10-му благочинническому округу Бузулукского уезда Самарской епархии. На тот период настоятелем храма состоял священник Григорий, ему сослужили священник Иоанн (Благомыслов) и диакон Василий (Геронтьев). С 1913 года последним настоятелем дореволюционного периода стал священник Николай Клавдианович Зефиров, выпускник Самарской духовной семинарии 1890 года.
В 1937 году храм был разрушен, на его месте построено здание клуба. В 1998 году состоялся чин освящения закладного камня для нового храма. Строительство продолжалось 11 лет. В 2007 году были освящены колокола, купола установлены в том же году. 24 апреля 2009 года митрополит Оренбургский и Бузулукский Валентин совершил чин освящения нового храма.
В подвальном помещении храма устроен крестильный храм. При храме действует церковно-приходская воскресная школа. Богослужения совершаются регулярно согласно установленному расписанию.