Сергиевская церковь была освещена одновременно с Троицкой церковью. Первоначально церковь была деревянной. В начале XVII в. храм был перестроен и становится каменным. Церковь была освещена 7 октября 1604 г. в честь особо почитаемого православного русского Святого – Сергия Радонежского. Именно Сергиевская церковь станет центром Троице-Сергиевского монастыря.

Храм сложен из белого камня разной величины и является двухэтажным зданием. Церковь располагалась на втором этаже, а первый этаж служил складным помещением для монастырского хозяйства, а по некоторым преданиям здесь также располагались кельи монахов.

В Сергиевском храме хранилась главная святыня Свияжска – древняя икона Сергия Радонежского. Имелось предание, что икону привезли из Троице-Сергиевской Лавры.

Храм располагает тремя престолами, каждый с особым приделом. На западной стене и справа от портального входа сохранились остатки фресковой живописи начала XVII в.: композиция Троицы, изображения Сергия и Никона. Краски изумительны по своей яркости, учитывая их четырёхвековой возраст. Сразу вспоминается собор близлежащего Успенского монастыря.

Сергиевскую церковь можно по праву назвать одной из главных церквей в Среднем Поволжье, так как именно в этом храме располагались главные православные святыни.