Мощи преподобного Сергия были обретены 5 июля 1422 года при преподобном игумене Никоне. В 1408 году, когда Москва и ее окрестности подверглись нашествию татарских орд Едигея, Троицкая обитель была опустошена и сожжена, иноки во главе с игуменом Никоном укрылись в лесах, сохранив иконы, священные сосуды, книги и другие святыни, связанные с памятью преподобного Сергия. В ночном видении накануне татарского набега преподобный Сергий известил своего ученика и преемника о грядущих испытаниях и предрек в утешение, что искушение будет непродолжительно и святая обитель, восстав из пепла, процветет и еще более возрастет. Митрополит Филарет писал об этом в "Житии преподобного Сергия": "По подобию того, как подобало пострадать Христу, и чрез крест и смерть войти в славу воскресения, так и всему, что Христом благословляется на долготу дней и славу, подобно испытать свой крест и свою смерть". Пройдя через огненное очищение, воскресла в долготу дней обитель Живоначальной Троицы, восстал и сам преподобный Сергий, чтобы уже навеки своими святыми мощами пребывать в ней.
Пред началом строительства нового храма во имя Живоначальной Троицы на месте деревянного, освященного 25 сентября 1412 года, преподобный явился одному благочестивому мирянину и велел известить игумену и братии: "Зачем оставляете меня столько времени во гробе, землей покровенного, в воде, утесняющей тело мое?" И вот при строительстве собора, когда рыли рвы для фундамента открыты и изнесены были нетленные мощи преподобного, и все увидели, что не только тело, но и одежды на нем были невредимы, хотя кругом гроба действительно стояла вода.
При большом стечении богомольцев и духовенства, в присутствии сына Димитрия Донского, князя Звенигородского Юрия Димитриевича, святые мощи были изнесены из земли и временно поставлены в деревянной Троицкой церкви (на том месте находится теперь церковь Сошествия Святого Духа). При освящении в 1426 году каменного Троицкого собора они были перенесены в него, где и пребывают доныне.
Тропарь преподобного Сергия, глас 8
От юности восприял еси Христа в души твоей, преподобне,/ и паче всего вожделел еси мирскаго мятежа уклонитися:/ мужески в пустыню вселился еси/ и чада послушания в ней, плоды смирения, возрастил еси./ Тем, быв Троице вселение,/ чудесы твоими всех просветил еси, приходящих к тебе верою,/ и исцеления всем подая обильно.// Отче наш Сергие, моли Христа Бога, да спасет души наша.
Кондак преподобного Сергия, глас 8
Днесь, яко солнце пресветло, возсиявше от земли,/ честныя мощи твоя нетленны обретошася,/ яко благоуханный цвет, множеством чудес сияюще,/ и всем верным источающе различная исцеления,/ и веселяще избранное твое стадо,/ еже мудре собрав, добре паствил еси./ О нихже и ныне Троице предстоиши, моляся,/ и воинству победительная на враги даровати,// да вси вопием ти: радуйся, Сергие богомудре.
