Первоначально называлась Воронья улица (под этим названием известна уже в XVIII веке) по располагавшейся здесь в XVII—XVIII веках Вороньей слободе Андроникова монастыря (в 1745 году упоминается «за Яузою в приходе церкви Сергия Чудотворца, что в Вороньей слободе»). В 1923—1992 годах — Тулинская улица, по одному из литературных псевдонимов Владимира Ильича Ленина — К. Тулин. Современное название дано по находящейся поблизости церкви преподобного Сергия Радонежского (построена в начале XVII века) — основателя и первого игумена Троице-Сергиевой лавры (около 1321—1391). Учеником Сергия Андроником был основан в XIV веке ближний Андроников монастырь[1].
В середине 1980-х годов улица была капитально реконструирована. Вся застройка на чётной стороне была снесена, проезжая часть расширена в несколько раз, количество полос движения увеличилось с 3 до 6, были выстроены современные панельные дома. В 1990-х годах рассматривался вопрос о сносе застройки на нечётной стороне улицы, и строительстве на их месте современных зданий.
В 2024 году вдоль нечётной стороны улицы была построена трамвайная линия, которая соединила узел на Андроньевской площади и участок на Рогожском Валу и бульваре Энтузиастов[2].
Здания и сооружения
По нечётной стороне
№ 1, стр. 1 — перестроенное здание дореволюционной постройки с современной крупногабаритной пристройкой.
№ 5 — двухэтажный дом дореволюционной постройки.
№ 7 — доходный дом (1908, архитектор Карл Кайзер).
№ 15 — жилой дом, XIX век. В 1882 году московский купец первой гильдии Роман Кёлер открыл в этом доме первую в России фабрику фармацевтических принадлежностей, ныне ОАО «Мосхимфармпрепараты им. Н. А. Семашко»[3].
№ 17 — жилой дом, XIX век.
№ 19, стр. 3, памятник архитектуры (вновь выявленный объект) — жилой дом XIX века.
№ 25 — часовня «Проща» Спасо-Андроникова монастыря, более раннее название — Часовня Спасо-Андроникова монастыря на Вороньей улице (1889—1890, архитектор Александр Латков).
По чётной стороне
Многоэтажные панельные дома постройки 1985—1988 годов, за которыми пролегает Школьная улица (бывшая Тележная) с сохранившимся ансамблем Рогожской ямской слободы.
Общественный транспорт
По улице проходят автобусы м6, т53, 40, 125, 567, 730, н4. В конце улицы расположены станции метро «Площадь Ильича» и «Римская» и железнодорожная платформа Серп и Молот. В 2024 году вдоль улицы построена трамвайная линия. Движение по ней открыто 23 сентября 2024 года; по улице курсирует трамвай 2[4].
Имена московских улиц. Топонимический словарь / Р. А. Агеева, Г. П. Бондарук, Е. М. Поспелов и др.; авт. предисл. Е. М. Поспелов. — М.: ОГИ, 2007. — 608 с. — (Московская библиотека). — ISBN 5-94282-432-0.