Первые сведения о храме в селе Бусиново относятся к 1584 году. По преданию это место благословил Преподобный Сергий Радонежский, проходя из Троицкой обители (нынешняя Троице-Сергиевская Лавра) в Москву к митрополиту Алексию. В XVI веке на этом месте был построен деревянный храм в честь великомученика Георгия Победоносца, разобранный по ветхости в 1623 году.
В 1643 году на старом церковном месте был построен новый деревянный храм во имя Преподобного Сергия.
К 1763 году жители села Бусиново и деревни Химки, став государственными, жили свободнее и богаче соседних барских крестьян. Кроме хлебопашества они занимались разными промыслами и извозом.
В 1770-80-х годах крестьяне отстроили свою церковь заново на собственные средства.
Война 1812 г. затронула и эти места. Бусиновские крестьяне оказали достойное сопротивление врвгу, двое из поселян были убиты в бою.
К середине XIX в. деревянный храм в Бусинове сильно обветшал и в 1859 году на средства владимирского купца Ивана Андреевича Бусурина и князя Николая Ивановича Оболенского был построен каменный храм с тремя приделами. Главный алтарь освящен во имя Преподобного Сергия Радонежского, южный — во имя Рождества Пророка и Крестителя Спасова Иоанна, северный — во имя Святителя Николая Чудотворца.
В 1937 году храм закрыли, купол и колокольню разобрали. С этого времени церковь прп. Сергия практически не действовала, ее официальное закрытие состоялось в 1940 году. В советское время здание было сильно перестроено, его отдали под фабрику по пошиву матрацев.
После сноса села, церковное здание не использовалось, стояло открытым и разрушалось. Вплотную к церкви подошла промышленная зона. Речки Бусинка и Лихоборка были заключены в трубу.
В 1990 г. церковное здание было передано православной общине, начались работы по восстановлению храма, стала возрождаться приходская жизнь. Спустя год, 18 июля 1991 года в день обретения мощей прп. Сергия Радонежского, в храме была совершена Божественная Литургия.