В своём рассказе первый биограф Сергия Радонежского Епифаний Премудрый сообщает, что будущий святой, получивший при рождении имя Варфоломей, родился в селе Варницы (близ Ростова) в семье боярина Кирилла и его жены Марии. Русская Церковь традиционно считает его днём рождения 3 мая 1314 года. Его отец был служилым человеком ростовских удельных князей.

В возрасте 7 лет юного Варфоломея отдали обучаться грамоте вместе с братьями: старшим Стефаном и младшим Петром. В отличие от своих успешных в учёбе братьев Варфоломей существенно отставал в обучении, несмотря на то, что помногу занимался с учителем. Несмотря на откровенное недовольство родителей, учителя и насмешки товарищей, Варфоломей, благодаря терпению и труду, смог ознакомиться со Священным Писанием и пристрастился к церкви и иноческому житию.

Около 1328 года сильно обедневшая семья Варфоломея была вынуждена перебраться в город Радонеж. После женитьбы старшего сына Стефана постаревшие родители ушли в Хотьково-Покровский монастырь. После смерти родителей Варфоломей сам отправился в Хотьково-Покровский монастырь, где уже жил его овдовевший брат Стефан. Стремясь к «строжайшему монашеству», к пустынножитию, он оставался здесь недолго и, убедив Стефана, вместе с ним основал пустынь на берегу реки Кончуры, на холме Маковец посреди глухого Радонежского бора, где и построил (около 1335) небольшую деревянную церковь во имя св. Троицы, на месте которой стоит теперь соборный храм также во имя св. Троицы. Не выдержав слишком сурового и аскетичного образа жизни, Стефан вскоре уехал в московский Богоявленский монастырь и вскоре сделался там игуменом. Варфоломей, оставшись в полном одиночестве, призвал некоего игумена Митрофана и принял от него постриг под именем Сергия, так как в тот день праздновалась память мучеников: Сергия и Вакха.

Года через два или три к нему стали стекаться иноки; образовалась обитель, которая в 1345 оформилась как Троице-Сергиев монастырь (впоследствии Троице-Сергиева лавра) и Сергий был её вторым игуменом (первый — Митрофан) и пресвитером (с 1354), подававшим всем пример своим смирением и трудолюбием. Запретив принимать подаяние, Сергий поставил правилом, чтобы все иноки жили от своего труда, сам подавая им в этом пример. Постепенно слава его росла; в обитель стали обращаться все, начиная от крестьян и кончая князьями; многие селились по соседству с нею, жертвовали ей своё имущество. Сначала терпевшая во всем необходимом крайнюю нужду пустынь обратилась в богатый монастырь. Слава Сергия дошла даже до Царьграда: патриарх константинопольский Филофей прислал ему с особым посольством крест, параманд, схиму и грамоту, в которой восхвалял его за добродетельное житие и давал совет ввести в монастыре киновию (строгое общинножитие). По этому совету и с благословения митрополита Алексея Сергий ввёл в монастыри общинножительный устав, принятый потом во многих русских монастырях.

Памятник Сергию Радонежскому в Сергиевом ПосадеВысоко уважавший радонежского игумена митрополит Алексей перед смертью уговаривал его быть ему преемником, но Сергий решительно отказался. По словам одного современника, Сергий «тихими и кроткими словами» мог действовать на самые загрубелые и ожесточённые сердца; очень часто примирял враждующих между собой князей, уговаривая их подчиняться великому князю московскому (например, ростовского князя — в 1356, нижегородского — в 1365, рязанского Олега и др.), благодаря чему ко времени Куликовской битвы почти все русские князья признали главенство Дмитрия Иоанновича. Отправляясь на эту битву, последний в сопровождении князей, бояр и воевод поехал к Сергию, чтобы помолиться с ним и получить от него благословение. Благословляя его, Сергий предрёк ему победу и спасение от смерти и отпустил в поход двух своих иноков, Пересвета и Ослябю.

Приблизившись к Дону, Димитрий Иоаннович колебался, переходить ли ему реку или нет, и только по получении от Сергия ободрительной грамоты, увещевавшей его как можно скорее напасть на татар, приступил к решительным действиям.

После Куликовской битвы великий князь стал относиться ещё с большим благоговением к радонежскому игумену и пригласил его в 1389 скрепить духовное завещание, узаконивающее новый порядок престолонаследия от отца к старшему сыну.

Достигнув глубокой старости, Сергий, за полгода прозрев свою кончину, призвал к себе братию и благословил на игуменство опытного в духовной жизни и послушании ученика, преподобного Никона. Накануне кончины преподобный Сергий в последний раз призвал братию и обратился со словами завещания:
«Внимайте себе, братие. Прежде имейте страх Божий, чистоту душевную и любовь нелицемерную… »

25 сентября 1392 Сергий скончался, а через 30 лет были обретены "нетленными" его мощи( останки) В 1452 году он был причислен к лику святых. Церковь отмечает его память в день кончины 25 сентября (8 октября), а также 5 (18) июля, в день обретения мощей.

Кроме Троице-Сергиева монастыря, Сергий основал ещё несколько монастырей (Благовещенскую на Киржаче, Андроников и Симонов в Москве, Борисоглебский близ Ростова, Старо-Голутвин близ Коломны, Георгиевский, Высотский и др.), во все эти обители он поставил настоятелями своих учеников. Более 40 обителей было основано его учениками: Саввой (Савво-Сторожевский близ Звенигорода), Ферапонтом (Ферапонтов), Кириллом (Кирилло-Белозерский) и др., а также его духовными собеседниками, такими, как Стефан Пермский.