Первые упоминания о храме в селе Бусиново датируются 1584 годом. По преданию, место для строительства храма было благословлено Преподобным Сергием Радонежским, когда он проходил через село на пути из Троицкой обители в Москву к митрополиту Алексию. В XVI веке здесь возвели деревянный храм в честь Георгия Победоносца, но в 1623 году его разобрали из-за ветхости. В 1643 году на этом месте построили новый деревянный храм, посвященный Преподобному Сергию Радонежскому.

Одной из главных святынь храма является Молченская икона Божьей Матери. В XIX веке слепая девушка нашла икону чудесным образом у речки Бусинки, протекающей рядом с селом Бусиново. Девушке по имени Александра во сне явилась Матерь Божия и велела идти вдоль реки против течения, чтобы найти икону. На следующий день она отправилась на поиски вместе с матерью. Вскоре они нашли место, начали копать и обнаружили источник воды. Александра омыла глаза и прозрела. На следующий день они продолжили поиски и нашли чудотворную икону Божией Матери, Молченскую.

Икону перенесли в храм Преподобного Сергия Радонежского, где она прославилась чудесными исцелениями. В середине XIX века деревянный храм обветшал, и в 1859 году на средства князя Николая Ивановича Оболенского и купца Ивана Андреевича Бусурина был построен каменный храм с тремя приделами, главный из которых освящен во имя Преподобного Сергия Радонежского.

В 1937 году храм закрыли, купол и колокольню разрушили. После 1940 года село Бусиново снесли, а речку Бусинку заключили в трубу. В советское время здание храма сильно перестроили и использовали как фабрику по пошиву матрасов. Позже здание не использовалось и постепенно разрушалось.

В 1990 году здание вернули православной общине, и начались восстановительные работы. Через год, 18 июля 1991 года, здесь прошла первая Божественная Литургия. Сохранилась древняя храмовая икона Преподобного Сергия Радонежского с частицей его мощей. В настоящее время в храме проводятся богослужения, работает воскресная школа и молодежный клуб.