W latach 1929–1930 studiował teorię i historię sztuki na wydziale etnologicznym Uniwersytetu Moskiewskiego. Od 1925 do ataku Niemiec hitlerowskich na ZSRR pracował jako konserwator zabytków malarstwa w ramach Państwowego Muzeum Historycznego.
Walczył w II wojnie światowej w stopniu sierżanta, jako malarz batalionowy, następnie zaś pułkowy.
W październiku 1945 został przyjęty na II rok nauki w instytucie teologii prawosławnej w Moskwie, przekształconym następnie w seminarium duchowne. O podjęciu przezeń na nowo decyzji o wstąpieniu do stanu duchownego przeważyła jego znajomość ze schiarchimandrytą Hilarionem (Udodowem), którego poznał na przełomie lat 20. i 30. XX wieku i którego traktował jako ojca duchowego. Również z błogosławieństwa schiarchimandryty Hilariona Pawieł Gołubcow złożył 2 kwietnia 1950 wieczyste śluby mnisze w ponownie otwartej ławrze Troicko-Siergijewskiej, przyjmując imię Sergiusz na cześć świętego mnicha Sergiusza z Radoneża. 7 kwietnia 1950 patriarcha moskiewski i całej Rusi Aleksy wyświęcił go na hierodiakona, zaś 28 kwietnia – na hieromnicha.