Согласно приказу департамента охраны историко-культурного наследия Нижнего Новгорода и Нижегородской области от 24 апреля 2000 года № 5-ОД, Сергиевская церковь была признана объектом историко-культурного наследия. Этот храм датируется 1837 годом. В «Адрес-календаре Нижегородской Епархии» за 1904 год указано, что это каменный храм с престолами: главный, холодный, преподобного Сергия Радонежского, и два теплых придела, правый в честь святого Ильи пророка и левый в честь святого Николая Чудотворца.

В книге “Святой преподобный Сергий и Нижегородская земля” говорится, что каменная церковь с колокольней в честь Сергия Радонежского в поселке Бутурлино была возведена в 1837 году на средства прихожан. Изначально в трапезной части освятили два придела в честь святого пророка Илии и святителя Николая Чудотворца, а главный алтарь был освящен в 1844 году. Богослужения в Сергиевском храме проводились только в теплое время года, так как в здании не было печей. В остальное время службы проходили в теплой трапезной части, которая была разделена перегородкой на два помещения, что создавало тесноту и неудобства, особенно с ростом числа прихожан.

Помимо Сергиевского, в Бутурлине действовал кладбищенский храм, построенный в 1815 году. На окраинах села находились два кладбища с небольшими поминальными часовнями. Бутурлинский приход включал жителей села и крестьян из соседних деревень Откосной и Филипповой. В 1911 году здесь насчитывалось 228 дворов, 912 мужчин и 980 женщин.

В 1937 году, после ареста последнего священника, иерея Анатолия Евгеньевича Цветкова, Сергиевский храм был закрыт. Во время Великой Отечественной войны и позже в здании размещалась начальная школа. В 1958 и 1959 годах храм был перестроен в сельский Дом культуры. В 1992 году Сергиевский храм в Бутурлине вернули верующим, и восстановительные работы продолжаются до сих пор.