Arcybiskup Sergiusz w II turze głosowania zdobył większe poparcie niż biskup jurjewski Eugeniusz, wikariusz eparchii włodzimierskiejЕВГЕНИЙ.
Uczestniczył w przygotowaniach do Soboru Lokalnego w 1917. W czasie soboru od początku opowiadał się za restauracją Patriarchatu Moskiewskiego, popierał również koncepcję wprowadzenia do liturgii współczesnych języków rosyjskiego i ukraińskiego. Sobór powierzył mu stanowisko przewodniczącego sądu cerkiewnego. W pierwszej turze wyborów nowego patriarchy moskiewskiego i całej Rusi arcybiskup Sergiusz otrzymał pięć głosów (ostatecznie wybrany został metropolita moskiewski Tichon).
Metropolita mały|Patriarcha moskiewski Tichon oraz metropolita niżnonowogrodzki Sergiusz, 1918 28 listopada 1917 został podniesiony do godności metropolity. W tym samym miesiącu został na krótko uwięziony przez bolszewików. Po zwolnieniu wrócił do udziału w pracach Soboru Lokalnego, który powołał go w skład nowego Świętego Synodu Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego. Ponownie został aresztowany w styczniu 1921. Był przetrzymywany w więzieniu Butyrki do świąt wielkanocnych tego samego roku, kiedy wywieziono go do Niżnego Nowogrodu i zmuszono do osiedlenia się w monasterze Podwyższenia Krzyża Pańskiego.