Документально подтверждено, что во второй половине XVII века в Варницкой обители существовал Сергиев храм. В XXI веке, при восстановлении Троице-Варницкого монастыря, было решено построить в центре обители собор в честь Преподобного Сергия, приурочив это событие к 700-летию со дня его рождения. В 2007 году Святейший Патриарх Алексий II дал благословение на строительство Сергиевского храма и лично утвердил его проект. К юбилею 2014 года, когда отмечалось 700-летие со дня рождения Преподобного, храм был возведен в честь великого подвижника. Собор Преподобного Сергия Радонежского завершает восстановление архитектурного ансамбля монастыря на родине великого Игумена Земли русской.