Каменный храм во имя преподобного Сергия Радонежского ранее относился к селу Сергиево-Поливанову, отстоящему на расстоянии двух верст к северу от Бессоновки и впоследствии вошедшему в состав последней. Сергиевский храм с приделами во имя святителя и чудотворца Николая (справа) и великомученика Георгия Победоносца (слева) построен в 1761 году на средства помещика Егора Ильича Мартынова. К началу 1830-х годов сильно обветшал. В 1831 году был утвержден план на возобновление трапезной. В 1840 году на средства помещика Саврасова была сооружена деревянная отдельно стоящая колокольня. В 1857 году освящен левый придел в трапезной во имя святого благоверного князя Александра Невского.
Современное руинированное состояние церкви не дает сделать ее подробный архитектурный анализ, а позволяет лишь говорить о ее объемно-пространственном решении. Основу композиции церкви составляет высокий двухсветный четверик, к которому с восточной стороны примыкает пятигранная апсида, а с западной — более широкая трапезная. Остатки невысокого барабана над храмовой частью позволяют предположить, что ранее он был покрыт сферическим куполом.
