Храм Преподобного Сергия Радонежского был основан в 1916 году как часть комплекса Сергиевского Самарского завода взрывчатых веществ в поселке Иващенково, который в 1929 году переименовали в город Чапаевск. Во время Первой мировой войны завод стал важным центром производства военных снарядов. Строительством руководил великий князь Сергей Михайлович Романов, который и решил назвать завод Сергиевским, а храм посвятить своему небесному покровителю, преподобному Сергию Радонежскому.

Храм считается выдающейся работой самарского архитектора Д.А. Вернера. Для его фасадов Вернер использовал разнообразные архитектурные элементы: завершения порталов с арками и "гирьками", ажурные пояса, фигурные ниши с майоликовыми вставками, фризы из изразцов и плитки с библейскими сюжетами, резные полуколонки, балясины и кокошники. Богослужения здесь проводились до 1926 года, после чего началось разрушение. В 1930-е годы лики святых на фасадах дважды покрывали цементом, что помогло их сохранить. После перестройки здание использовали как "Дом обороны". Во время войны оно служило складом снарядов и овощехранилищем, а на месте колокольни установили зенитные пушки. С 1952 по 1990 год здесь размещался чапаевский Дом пионеров.

В 1995 году храм Сергия Радонежского был возвращен церкви. В 2001 году восстановили звонницу с куполом, а сызранские иконописцы расписали интерьер. С 2003 года ведется реставрация за счет бюджета, и внешний вид храма уже почти соответствует первоначальному. Сегодня храм Сергия Радонежского стал главным символом города Чапаевска.