На территории современного муниципального района "Бибирево" ранее находились три села: Бибирево, Неклюдово и Алтуфьево, а также деревни Подушкино, Юрлово и Сабурово. Жители этих мест занимались земледелием и кустарными промыслами, такими как изготовление декоративных подносов и вязание чулок и носков. Охота на медведя и тетеревов здесь также была распространена. В конце XIX века художник К.А. Коровин, увлеченный охотой, приезжал на речку Чермянку в район села Медведково, чтобы охотиться на уток и наслаждаться природой.

История храма преподобного Сергия Радонежского и села Бибирево связана с Московским Вознесенским женским монастырем, основанным Великой Княгиней Евдокией, супругой князя Димитрия Донского. В начале XVIII века в Бибиреве было двадцать дворов, включая монастырский и скотный. Причт состоял из священника и дьячка, которые получали содержание от монастыря. Деревянная церковь со временем ветшала, и игуменья Вознесенского монастыря мать Евстолия (Лодыгина) выделила средства на строительство нового храма. В 1732 году был построен новый деревянный храм с колокольней.

Диакон Феодор Соколов в своей статье указывает, что Благовещенский храм был завершен в 1738 году, однако архивные документы свидетельствуют о другом годе. В августе 1755 года игуменья Елена (Ржевская) обратилась в Московскую духовную консисторию с просьбой об освящении новой деревянной церкви в Бибиреве, что и было сделано в ближайшие месяцы. Иконы были перенесены из старого храма, а некоторые подарены сестрами Вознесенской обители.

В 1859 году храм был капитально отремонтирован, а через двадцать лет, когда деревянная Благовещенская церковь обветшала, было решено построить новый каменный храм. Строительство началось 8 августа 1893 года, архитектор О.В. Рыбинский работал безвозмездно. В.П. Калинин предоставил кирпич для строительства. 23 мая 1894 года состоялось поднятие креста на новый храм, а освящение прошло 21 августа 1894 года.

После революции церковная жизнь была нарушена. В ночь на 16 августа 1921 года из храма были украдены церковные ценности. В 1931 году в Бибиреве образовали колхоз, и к 1935-1936 годам оба храма были закрыты. Деревянную церковь разобрали, а каменную использовали как склад. В конце 1980-х годов храму угрожало уничтожение из-за строительства метро, но его удалось спасти.

В 1989 году храм был передан общине верующих. В январе 1990 года настоятелем стал отец Петр Давыдов, благодаря которому 24 марта 1990 года храм был освящен. В 1992 году построили кирпичный дом для причта и пристроили крытую паперть. В августе 2002 года настоятелем стал иеромонах Сергий (Рыбко), и в храме начались ежедневные богослужения.