История храма Сергия Радонежского (Троицы Живоначальной) в Рогожской слободе началась в первой половине XVII века. А современный облик церковь получила в 1830-х годах.
Впоследствии ее много раз перестраивали. А каменный храм поставили в 1755 году. В 1791 году к нему пристроили колокольню с двумя приделами: в честь Покрова Пресвятой Богородицы и во имя святителя Николая Чудотворца.
Современный вид трехпрестольного храма церковь получила после реконструкции 1834–1838 годов под руководством архитектора Ф.М. Шестакова.
В советское время храм закрыли. Перед этим удалось вынести из церкви несколько древних икон. Среди них была чудотворная икона Божией Матери «Утоли моя печали», которую передали в храм святителя Николая в Кузнецах. Но большая часть икон и церковное убранство были уничтожены, а здание приспособили для хозяйственных нужд.
В 1985 году храм Сергия Радонежского в Рогожской слободе передали Центральному государственному музею древнерусской культуры и искусства имени Андрея Рублева. А в 1990 году его вернули церкви.