Построена в конце XIX века, вместо церкви — постройки первой трети XVII века, поставленной над мощами преп. Мефодия., из красного кирпича. Замечательна каменным крыльцом. Отремонтирована в 2008 году. Внутри расписана заново. В церкви под спудом покоятся мощи преп. Мефодия Пешношского.
Сергиевская церковь (каменная) была поставлена на месте дубовой часовни над мощами прп. Мефодия в 1732 г. при строителе Августе Старкове. В храме хранились посох Мефодия, древний напрестольный крест и деревянный потир основателя обители.
Новая одноглавая краснокирпичная Сергиевская церковь была поставлена над гробом преп. Мефодия Пешношского вместо прежней (разобранной в 1887 г. при архимандрите Дионисии) и освящена в 1890 г. московским митрополитом Иоанникием. Выстроена в одну линию с Никольским собором. До 2007 г. находилась в разрушенном состоянии и не использовалась. В 2007-2008 гг. проведён полный комплекс реставрационных работ. Освящена митрополитом Крутицким и Коломенским Ювеналием 17 августа 2008 г. В 2010 г. оформлены документы о передаче храма Николо-Пешношскому мужскому монастырю.
Сейчас в архитектуре здания чётко читаются отклики древнерусского зодчества: красный кирпич с белокаменными вставками, из которого выстроено здание, и массивное крыльцо (у главного западного портала), шатровое завершение которого опирается на мощные фигурные столбы. Во внешнем декоре храма преобладают белокаменные фрагменты: наличники, карнизы, лопатки. Шатровый вход в Сергиевский храм завершает маленькая главка.
Мефодиевский храм
Из Сергиевской церкви идёт вход в Мефодиевский храм. Долгое время в обители не имелось престола и храма, освящённых во имя святого основателя монастыря. В 1859 г. при старании игумена Мефодия по благословению митрополита Московского Филарета в нижнем ярусе колокольни был устроен алтарь с престолом во имя святого Мефодия. Сейчас Мефодиевский храм полностью восстановлен и 10 июля 2010 г. освящён митрополитом Крутицким и Коломенским Ювеналием. Южной стороной Сергиевский храм примыкает к колокольне.
Из книги Николо-Пешношский мужской монастырь, ООО «Родники», Дмитров, 2012г.
