Строительство храма инициировал общественный деятель, бизнесмен Александр Сергеевич Лашкин.
С самого основания в окрестностях Сызрани стояли многочисленные церкви, которые были разрушены большевиками после революции. В числе активных комсомольцев, которые крушили христианские храмы, был и дед Александра Лашкина, Дмитрий. Одной из причин воссоздать в родных краях церковь стал и этот факт.
Поселок Варламово начинает свою историю с 1930 года, когда вблизи города Сызрани для обеспечения горожан продуктами сельского хозяйства был создан совхоз «Большевик». В конце 1973 года совхоз «Большевик» переименован в пос. Варламово в честь революционера, комиссара. В советские годы о создании храма не могло быть и речи, а в наше время потребность в нем возрастала с каждым днем.
В 2008 году в семье Лашкиных было принято решение о строительстве храма. Тогда же было получено благословение Высокопреосвященнейшего Сергия, архиепископа Самарского и Сызранского на создание храма святого Сергия Радонежского в поселке Варламово. Местом под строительство выбран участок вблизи Сызранской районной больницы, в частном секторе жилых домов на ул. Пушкина.
В 2009 году был разработан проект храма и начались строительные работы. Финансовые затраты по возведению храма взял на себя Александр Сергеевич и его семья. Ощутимый вклад в создание храма внесла Галина Ивановна Гусарова.
В Феврале 2014 года был освящен и воздвигнут купол храма.
31 мая 2015 года, в день Святой Троицы, в храме прошла первая служба. Благочинный г. Сызрани, протоиерей Григорий Коберник провел водосвятный молебен и чин малого освящения церкви. С этого времени по субботам, воскресеньям, и большим праздникам в храме совершались богослужения клириками Казанского кафедрального собора г. Сызрани.
На территории храма построено здание крестильни.
Указом Преосвященнейшего Фомы, епископа Сызранского и Жигулевского от 12 Сентября 2017 года настоятелем Прихода назначен Протоиерей Николай Гордеев.
16-го сентября 2018 года состоялось великое освящение храма во имя Преподобного Сергия Радонежского в поселке Варламово. Божественную литургию в этот день возглавил управляющий Самарской митрополией Высокопреосвященнейший Сергий, митрополит Самарский и Тольяттинский в сослужении Преосвященнейшего Фомы, епископа Сызранского и Жигулевского.
По окончании богослужения Высокопреосвященнейший Сергий, архиепископ Самарский и Тольяттинский преподнёс в дар храму икону святого Спиридона Тримифунтского, доставленную с острова Крит.
В храме также находится великая святыня – ковчег с мощами святителя Николая Чудотворца.
Совместно с министерством транспорта и автомобильных дорог Самарской области согласовано строительство остановки общественного транспорта около храма.
В 2018 году состоялась встреча со Святейшим Патриархом Московским и всея Руси Кириллом, на которой Преосвященнейший Фома, епископ Сызранский и Жигулевский и Александр Сергеевич Лашкин получили благословление на строительство воскресной школы при Храме.
Строительство школы для детей разных возрастов ведется с начала 2018 года. Выполнены работы по устройству фундаментов, полностью возведены стены будущей воскресной школы, смонтировано отопление. По проекту в воскресной школе будет располагаться два учебных класса для 32-х детей. Вокруг здания обустроен сквер и детская площадка.
В настоящее время число постоянных прихожан постоянно увеличивается. В дни больших церковных праздников храм заполнен молящимися людьми, многие из которых приводят своих детей и внуков на богослужение.