Надвратная церковь, посвященная преподобному Сергию Радонежскому, является частью ансамбля Свято-Троицкого Стефано-Махрищского ставропигиального женского монастыря. Это кирпичное двухэтажное здание было возведено в 1791 году на средства митрополита Платона и расположено в восточной части монастырских стен.

Церковь строго ориентирована по сторонам света. Ее стены выполнены из крупного кирпича на известковом растворе, швы затерты, а фасады побелены. Кровли сделаны из неокрашенной меди. Здание имеет Т-образную форму, с въездными воротами по главной оси. На втором этаже, в восточном выступе, расположена большая апсида. Ранее наверх вела боковая лестница, которая сейчас утрачена. Четверик перекрыт сомкнутым сводом, а апсида и приделы имеют плоские перекрытия на деревянных балках.

Центральная часть здания увенчана луковичной главкой на тонкой низкой шейке, а декор выполнен из кирпича. Верхний ярус четверика отделен многопрофильным карнизом, который проходит по всему периметру здания, чуть выше уровня примыкания монастырских стен. Нижний ярус восточной стены с воротами украшен тянутым рустом и треугольным фронтоном с карнизом из "городков". Высокие окна обрамлены плоскими прямоугольными наличниками.

Внутри здание оштукатурено, но монументальная живопись утрачена. Церковь является примером монастырской архитектуры, выполненной в переходном стиле от барокко к классицизму, и одной из первых каменных построек монастыря.

В период с 2008 по 2014 год были проведены работы по сохранению здания. Включены отбивка штукатурного слоя на отдельных участках фасадов, реставрация лицевой поверхности кирпичной кладки, инъектирование кирпичной кладки, ремонт пола на первом этаже и в проездной арке, а также ремонт стен и потолков на обоих этажах. Внутренние работы включали расчистку стен, отделку оштукатуренной поверхности, ремонт лестницы, облицовку ступеней гранитными плитами, золочение креста и главы, замену окон и дверей по аналогам.