Осв. 18.VIII.1766 как домовый храм свв. Петра и Павла в зап. стороне главного, двухэтажного здания Троицкого архиерейского подворья (1759—66; арх. М.Никитин), с 1815 - подворье московских архиереев на земле Свято-Троице-Сергиевой Лавры.
В 1813 переосв. во имя преп. Сергия Радонежского. В 1875 пристр. придел Иверской иконы Божией Матери.
В 1899 постр. колокольня и над храмом световой барабан с несколькими большими окнами, увенчан круглой главой, храм расширен, после капитальной перестройки вновь осв. главный престол во имя преп. Сергия Радонежского с приделом Иверской иконы Божией Матери. С 1917 подворье — местопребывание Патриарха Тихона. В ночь на 19.V.1922 Патриарх Тихон был вывезен в Донской м. под домашний арест. 5.IV. 1922 власти изъяли из подворья св. 3 пудов золотых и серебряных церковных украшений и утвари. 19.V. 1922 подворье захвачено обновленцами («Высшим Церковным Управлением» и т. н. «Московской Богословской Академией», возглавлявшейся А.И.Введенским). В конце 1920-х подворье и его храмы закрыты. На территории подворья до 1953 находился
городок НКВД. Купол с главой крестового храма и шатровый верх звонницы сломаны. В здании храма размещались учреждения, редакция журнала, детский сад.

В мае 1993 подворье возвращено Свято-Троице-Сергиевой Лавре, в сентябре 1993 — возобновлены богослужения. В 1995 подворью передано здание Митрополичьих палат.

Храм — в русско-византийском стиле. Сохранились фрагменты декоративных украшений.
Святыни подворья — иконы преп. Сергия Радонежского с частицей мощей, препп. отцов Киево-Печерской Лавры (написана в Киеве, в Лавре), Божией Матери «Достойно есть» (список для храма с чудотворной иконы, находящейся в Карее на Святой Горе Афон), свт. Макария, митрополита Московского с житием, особо чтимые иконы Божией Матери «Неупиваемая Чаша» и великомученика Пантелеймона, мошевик с частицами мощей всех Киево-Печерских святых.
Имеется баптистерий для крещения взрослых. При подворье — иконописная мастерская, детские воскресная школа и церковный хор, издательство, библиотека, мастерская по пошиву облачений.