Первое упоминание о храме в селе Русская Буйловка относится к 1700 году, когда была возведена деревянная церковь во имя Преподобного Сергия Радонежского. В 1733 году на месте деревянного сооружения построили каменный храм. Церковь располагалась на возвышенности, что соответствовало традициям православного зодчества.
В 1883 году при храме открыли церковно-приходскую школу, где грамоте обучали местные учительницы и члены семьи священнослужителей. В 1926 году богослужения прекратились, а в 1933 году духовенство было выселено, колокола сняты. Во время Великой Отечественной войны в 1942 году здание храма использовалось как наблюдательный пункт 127-й стрелковой дивизии, вследствие чего подверглось артиллерийскому обстрелу и получило значительные повреждения.
В послевоенный период храм был полностью разобран. Возрождение приходской жизни началось в 2000 году с организации молитвенного дома в здании бывшей гостиницы. В 2002 году приход был официально зарегистрирован. В 2004 году в престольный праздник здесь совершили первую Божественную литургию. В 2008 году построили колокольню.
Архитектурный комплекс включает элементы, характерные для традиционного православного храмостроительства. В храме имеются старинные иконы, переданные в дар местными жителями. Престольные праздники отмечаются 8 октября (Преставление преподобного Сергия) и 18 июля (Обретение мощей).