También fue el jefe de facto de la Iglesia ortodoxa rusa en 1925-1943, primero como diputado patriarcal locum tenens (1925–1937) y posteriormente como patriarca locum tenens (1937–1943).

En 1890, Sergio fue enviado con una misión cristiana ortodoxa a Japón y se volvió una persona fluida en japonés (ya sabía griego, latín y hebreo).

En 1899 regresó a la Academia Teológica de San Petersburgo y fue nombrado rector.

Previendo su inminente arresto, siguió el ejemplo de Tijon, al igual que designó a tres candidatos para sucederlo.

La Declaración, aunque bien intencionada, provocó una controversia inmediata entre los eclesiásticos rusos, muchos de los cuales (incluyendo muchos obispos notables y respetados en las cárceles y el exilio) rompieron la comunión con Sergio; más tarde, algunos de estos obispos se reconciliaron con Sergio, pero muchos continuaron oponiéndose a la "Iglesia oficial" hasta la elección del Patriarca Alejo I en 1945.

Antes del inicio de la guerra germano-soviética, en toda la URSS, solo quedaban 4 obispos que no estaban encarcelados ni exiliados.

Fue entronizado el 12 de septiembre del mismo año, ya en edad avanzada (76 años) y con salud en declive.