Sergij ble ordinert til epark (biskop) i 1901, opphøyd til erkeepark av Finland i 1905 og til metropolitt i 1917. Etter patriark Tikhons død og arrestasjonen av patriarkalvikaren Pjotr Poljanskij ble Sergij i 1925 utpekt til . Etter å ha blitt utnevnt til metropolitt av Moskva i 1934, ble han valgt til patriark ett år før sin død.