Fill de boiars, inicià (~1334) una vida eremítica als boscs prop de Radonež, on la família s’havia traslladat el 1328. Esdevingut monjo (1337), canvià el nom de Bartomeu pel de Sergi i fundà, vers el 1340, el monestir de la Santíssima Trinitat, a uns 60 km de Moscou, a Sergijev Posad, on esdevingué sacerdot el 1344. Posteriorment fundà encara diversos monestirs: del Salvador, a Moscou (1358), de la Mare de Déu, a Moscou (1370), de l’Epifania, a Kolomna (1385), etc. Defensor de la unitat russa entorn de Moscou, acomplí diverses missions de pau, a Rostov i R'azan, i treballà per l’alliberament de Rússia del domini mongol. Refusà (1378) la seu metropolitana de Moscou. La seva reforma monàstica (introducció de la vida comunitària) trobà moltes resistències i ell mateix s’allunyà del monestir, fins que fou pregat de tornar-hi (1358-62).
Home d’una gran santedat, tingué fama d’obrador de miracles. Considerat sant nacional de Rússia, fou canonitzat el 1422 i la seva festa se celebra el 25 de setembre, festa reconeguda també per l’Església Catòlica.