Незадолго до смерти Кирилл и Мария приняли монашеский постриг в Покровском монастыре Хотьково. Родители умерли в 1335 г. Варфоломей проводил их в последний путь, оставил дом и все имущество младшему брату Петру. Старший брат Стефан к тому времени похоронил жену и тоже монашествовал.

Варфоломея всегда привлекало уединение. Однажды ему удалось уговорить Стефана уйти из монастыря в чащу Радонежского бора и основать свой небольшой монастырь (пустынь). Братья долго скитались по лесным местам, пока не вышли к берегу реки Кончуры. Холм Маковец, который выбрали братья, с трех сторон омывался рекой и представлял собой живописнейшее место.

Вначале братья построили каждый для себя келью и, поселившись в них, принялись за возведение деревянной церкви во имя Святой Троицы. Церковь освятили приехавшие из Москвы от митрополита Феогноста священники.

Жизнь братьев была полна трудностей и лишений. Скудная пища и строгая отшельническая жизнь была не по душе Стефану. Он вскоре оставил пустынь и поселился в московском Богоявленском монастыре.

Варфоломей, оставшись один, «хотел принять пострижение монашеское. И призвал он к себе в пустыньку священника, игумена саном. Игумен постриг его месяца октября в седьмой день, на память святых мучеников Сергия и Вакха. И дано было имя ему в монашестве Сергий. Он был первым иноком, постриженным в той церкви и в той пустыни» (Житие).

Сергий продолжал жить в лесной чаще. Поблизости не было ни одного поселения людей, только дикие звери обитали в тех глухих местах. Как любой человек, Сергий боялся, что стаи голодных волков или медведь-шатун нападут на его жилище. Денно и нощно он молился и укреплялся в вере.

Постепенно о преподобном Сергии стала идти молва по Московской Руси. Издалека приходили к нему люди за советом и благословением. Для каждого преподобный находил доброе слово поддержки и утешения.

Приходили в пустынь и монахи, желающие поселиться в этой глухомани, но преподобный Сергий отказывал им, пугая трудностями жизни в этих местах. Монахи продолжали настаивать, и Сергий позволил им строить кельи рядом с его жилищем. Все чаще наезжал к Сергию игумен Митрофан, совершая монашеские постриги над отшельниками, а вскоре остался здесь насовсем.

Через три года в чаще радонежского леса образовалась настоящая обитель с игуменом Митрофаном во главе. «Бог, видя великую веру святого и большое терпение его, смилостивился над ним и захотел облегчить труды его в пустыни: вложил Господь в сердца некоторым богобоязненным монахам из братии желание, и начали они приходить к святому» (Житие).

Преподобный постоянно жил суровой постнической жизнью. «Добродетели его были такие: голод, жажда, бдение, сухая пища, на земле сон, чистота телесная и душевная, молчание уст, плотских желаний тщательное умерщвление, труды телесные, смирение нелицемерное, молитва беспрестанная, рассудок добрый, любовь совершенная, бедность в одежде, память о смерти, кротость с мягкостью, страх Божий постоянный» (Житие).

Сергий подавал инокам пример своим трудолюбием и смирением. О нем и его обители заговорили по всем окрестностям. По соседству с монастырем стали селиться люди. Они жертвовали обители свое имущество, благодаря чему пустынь превращалась в богатый монастырь. Монахи строили для себя кельи и жили в обители, во всем подражая преподобному Сергию.

Иногда Сергию хотелось снова насладиться отшельнической жизнью. Оставив монастырь, он искал все новые уединенные места. Однажды в 20 верстах от Троицкой обители он нашел два источника, бьющих прямо из скалы. Согласно преданию, Сергий просто ударил своим монашеским посохом по скале, чтобы забили родники и путники могли утолить здесь жажду в знойный день.