L'église de Saint Serge de Radonège a été fondée en 1916 comme partie du complexe de l'usine d'explosifs de Sergievsky à Ivaschenkovo, qui a été renommée ville de Chapayevsk en 1929. Pendant la Première Guerre mondiale, l'usine est devenue un centre important de production de munitions. La construction a été dirigée par le grand-duc Serge Mikhaïlovitch Romanov, qui a décidé de nommer l'usine Sergievsky et de dédier l'église à son saint patron, Saint Serge de Radonège.

L'église est considérée comme une œuvre remarquable de l'architecte samaritain D.A. Werner. Pour ses façades, Werner a utilisé divers éléments architecturaux : des portails avec arches et "poids", des ceintures ajourées, des niches décoratives avec des inserts en majolique, des frises en carreaux et des plaques avec des scènes bibliques, des colonnes semi-ronde sculptées, des balustres et des kokoshniks. Les services religieux y ont eu lieu jusqu'en 1926, après quoi la destruction a commencé. Dans les années 1930, les visages des saints sur les façades ont été recouverts de ciment à deux reprises, ce qui a aidé à les préserver. Après la reconstruction, le bâtiment a été utilisé comme "Maison de la Défense". Pendant la guerre, il a servi d'entrepôt de munitions et de stockage de légumes, et des canons antiaériens ont été installés à la place du clocher. De 1952 à 1990, la Maison des pionniers de Chapayevsk y était située.

En 1995, l'église de Saint Serge de Radonège a été restituée à l'Église. En 2001, le clocher avec le dôme a été restauré, et des iconographes de Syzran ont décoré l'intérieur. Depuis 2003, la restauration est financée par le budget, et l'apparence de l'église correspond déjà presque à l'original. Aujourd'hui, l'église de Saint Serge de Radonège est devenue le principal symbole de la ville de Chapayevsk.