Церковь отмечает память преподобного Сергия в день кончины 8 октября, а также в день обретения мощей 18 июля и в Соборе Радонежских святых 19 июля.
Наиболее известным источником сведений о нём, равно как и замечательным памятником древнерусской словесности, является легендарное Житие Сергия, написанное в 1417—1418 годах его учеником Епифанием Премудрым, а в середине XV века значительно переработанное и дополненное Пахомием Логофетом.
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 года Сергий скончался, а через 30 лет, 5 июля 1422 года, были обретены нетленными его мощи, о чём свидетельствовал Пахомий Логофет; день 5 (18) июля является одним из дней памяти святого. При этом на языке древней церковной литературы нетленные мощи — это не нетленные тела, а сохранившиеся и неистлевшие кости. В 1919 году, во время кампании по вскрытию мощей, мощи Сергия Радонежского подвергались вскрытию в присутствии специальной комиссии с участием представителей церкви. Останки Сергия были найдены в виде костей, волос и фрагментов грубого монашеского одеяния, в котором он был похоронен. В 1920—1946 гг. мощи находились в музее, помещавшемся в здании лавры. 20 апреля 1946 г. мощи Сергия были возвращены церкви.
Почитание Сергия Радонежского возникло раньше, чем появились формальные правила канонизации святых (до Макарьевских соборов русская церковь не знала обязательной соборной канонизации). Поэтому нет документальных известий о том, когда и как началось его почитание как православного святого и кем оно было установлено. Возможно, что Сергий «сделался общерусским святым сам собою, по причине своей великой славы». Уже в 1427 году, спустя пять лет после обретения мощей Сергия, на его родине в Варницах был основан Троице-Сергиев Варницкий монастырь (ныне подворье Свято-Троицкой Сергиевой лавры).
Максим Грек высказывал сомнения в святости Сергия. Причина сомнений была в том, что Сергий, как и московские святители «держали города, волости, сёла, собирали пошлины и оброки, имели богатства» (сам Максим Грек соблюдал обет нестяжательства и считал его соблюдение непременным для всех монахов).
Церковный историк Е. Е. Голубинский не даёт однозначных сообщений о начале его почитания. Он упоминает две княжеские грамоты, написанные до 1448 года, в которых Сергий называется преподобным старцем, но считает, что в них он указан пока как местночтимый святой. По его мнению, фактом причисления Сергия к лику святых для общецерковного почитания служит грамота митрополита Ионы к Дмитрию Шемяке, датируемая 1449 или 1450 годом (неопределённость года вызвана тем, что неизвестно, когда именно старое мартовское летоисчисление было заменено сентябрьским). В ней предстоятель Русской церкви называет Сергия преподобным и ставит его рядом с другими чудотворцами и святителями, угрожая лишить Шемяку «милости» московских святых. Голубинский считает, что общецерковное прославление Сергия Радонежского вместе с преподобным Кириллом Белозерским и святителем Алексием было одним из первых деяний митрополита Ионы после возведения его на кафедру.
Вот уже шестьсот с лишним лет преподобного Сергия Радонежского называют Игуменом земли Русской.
Преподобный Сергий Радонежский перед кончиной заповедал братии прежде всего строго хранить чистоту православной веры. Преподобный завещал также блюсти единомыслие, чистоту душевную и телесную, любовь нелицемерную, удаляться от злых желаний, воздерживаться в пище и питии, иметь усердие к смирению и страннолюбию. И его предсмертные слова были, безусловно, обращены не только к братии основанного им монастыря. Они обращены к каждому русскому человеку.
