Строительство храма было инициировано в середине XIX века местной православной общиной, стремившейся создать центр духовной жизни в селе Мохово. Закладка фундамента состоялась в 1852 году, а завершение строительства и освящение храма произошло в 1855 году. Основным инициатором и организатором строительства выступил местный священник отец Алексей Иванов, при активной поддержке прихожан и благотворителей из числа местных землевладельцев.
Архитектурный облик храма представляет собой классический пример Русской Православной Церкви XIX века. Здание выполнено из кирпича, имеет крестово-купольную форму с одним центральным куполом, увенчанным позолоченным крестом. Фасады украшены декоративной кирпичной кладкой и арочными окнами. Внутреннее убранство храма включало резной иконостас, выполненный местными мастерами, и настенную роспись с изображением сцен из жития преподобного Сергия Радонежского.
В первые десятилетия своего существования храм служил центром религиозной и общественной жизни села. Здесь проводились регулярные богослужения, церковные праздники и обряды, функционировала приходская школа, где дети обучались грамоте и основам православной веры.
С приходом советской власти в 1920-х годах начались гонения на церковь. В 1930 году храм был закрыт, его имущество конфисковано, а здание переоборудовано под склад сельскохозяйственной продукции. В этот период были утрачены многие элементы внутреннего убранства, включая иконостас и настенную роспись.
В годы Великой Отечественной войны здание храма использовалось как пункт сбора и распределения гуманитарной помощи для фронта. После войны, несмотря на общее антирелигиозное настроение, местные жители неоднократно обращались к властям с просьбами о возвращении храма верующим, однако официальное разрешение было получено лишь в 1989 году.
С начала 1990-х годов начался процесс восстановления храма. Благодаря усилиям местной общины и пожертвованиям прихожан были проведены ремонтно-восстановительные работы: укреплены стены и фундамент, восстановлены купол и крест, воссоздан иконостас и частично восстановлена настенная роспись. В 1995 году храм был вновь освящен и открыт для богослужений.
В последующие годы при храме были организованы воскресная школа для детей и взрослых, библиотека духовной литературы, а также благотворительная столовая для малоимущих. Храм стал центром духовного просвещения и социальной поддержки для жителей села Мохово и окрестных населенных пунктов.
В настоящее время храм преподобного Сергия Радонежского продолжает действовать. Регулярно проводятся богослужения, церковные праздники и социальные мероприятия. Здание храма находится в удовлетворительном состоянии, однако периодически проводятся работы по его поддержанию и реставрации.