Sergij var patriark af Moskva og hele Rusland. Efter Tikhons død i 1925 var han fra 1927 som patriarkstedfortræder leder af den russiske kirke, indtil han blev valgt som patriark i 1943. I 1927 udsendte han sin berømte erklæring om kirkens loyalitet mod Sovjetregimet, som førte til et brud med den russiske kirke i udlandet. Under 2. Verdenskrig støttede kirken regeringen, bl.a. med pengeindsamlinger. Til gengæld godkendte Stalin efter personlig forhandling med Sergij i 1943 en række forbedringer af kirkens forhold, bl.a. genåbning af lukkede kirker, klostre og teologiske akademier og seminarier.