История установления Собора Радонежских святых восходит к середине 17 века. Именно в то время были восстановлены первые списки учеников преподобного Сергия Радонежского, был напечатан «Канон молебен преподобным и богоносным отцом нашим игумену Сергию и ученику его Никону, чудотворцам». Приблизительно к тому же времени относится написание иконы Собора Радонежских святых.

Последующие события в установлении Собора Радонежских святых связаны с именем митрополита Московского Филарета. В 1843 году наместник Троице-Сергиевой лавры архимандрит Антоний, по благословению и под наблюдением митрополита Филарета, устроил общежительное отделение лавры — Гефсиманский скит.

В 1853 году в скиту была освящена трапезная церковь во имя преподобных Сергия и Никона Радонежских. К летнему празднику обретения мощей преподобного Сергия (18 июля по новому стилю) была составлена «Служба преподобным отцом нашим Сергию и Никону, Радонежским чудотворцам. В храме их, в ските Гефсимании».

На протяжении 14-20 веков сложился Патерик Троице-Сергиевой лавры, в который входят более семидесяти пяти угодников Божиих, в том числе сродники, ученики и собеседники преподобного Сергия, святые иноки Троице-Сергиевой обители.
11 июня 1981 года наместник Троице-Сергиевой лавры архимандрит Иероним освятил новый придел в честь Собора Радонежских святых, устроенный в северной части храма в честь Всех святых, в земле Российской просиявших, что под Успенским собором обители.

По благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Пимена было установлено празднование Собора Радонежских святых на следующий день после праздника в честь Обретения мощей преподобного Сергия Радонежского — 19 июля.

19 июля 1981 года было впервые совершено торжественное празднование Собора Радонежских святых.