Он был возведён в рамках городской программы строительства православных храмов, направленной на обеспечение шаговой доступности храмов в жилых районах города.
Решение о строительстве храма было принято в начале 2000-х годов в связи с необходимостью обеспечения духовного окормления растущего населения района Солнцево. 7 октября 2006 года состоялась закладка первого камня в основание храма. К осени 2010 года в храме был установлен временный иконостас, и начались регулярные богослужения. 13 ноября 2010 года были освящены колокола храма.
В 2011 году строительство храма было завершено. 6 января 2013 года было совершено малое освящение престола верхнего храма. 8 октября 2013 года, в день памяти преподобного Сергия Радонежского, была совершена первая архиерейская Божественная литургия. В 2014 году был установлен постоянный мраморный иконостас верхнего храма. В 2016 году завершены работы по монтажу мозаичных икон иконостаса нижнего храма, а также освящение нижнего храма после реконструкции. В 2020 году были завершены росписи верхнего храма.
Архитектурно храм представляет собой здание, выполненное в византийском стиле. Он состоит из верхнего храма во имя преподобного Сергия Радонежского и двух приделов — Ксении Петербуржской и Александра Невского, а также нижнего храма-крестильни во имя святого благоверного князя Владимира. Общая площадь храма составляет 1770 м², он построен на земельном участке площадью 0,54 га.
