قديماً أقام الجنود الرومان كنيسة فوق مغارة أبي سرجة وسموها باسم قديسين لهما منزلة رفيعة لديهم، وهما القديسين سرجيوس وواخس اللذين استشهدا في عهد مكسيميانوس (280 – 305م) وقد اشتهرت هذه الكنيسة فيما بعد باسم كنيسة أبو سرجة.
وظلت الكنيسة مقراً لكرسي أسقفي من القرن الرابع حتى القرن الثالث عشر، وعرف أولاً باسم كرسي بابليون ثم كرسي الفسطاط ثم تحول إلى كرسي مصر.
وفي قول آخر يذكر أن الكنيسة تم تأسيسها في أواخر القرن السابع على يد أثناسيوس حيث جاء من سوريا متأثراً بقصة القديسين سرجيوس وواخس، فبنى هذه الكنيسة.
الكنيسة مبنية على الطراز البازيليكي وتبلغ أبعادها 27م طولاً و17م عرضاً و15م ارتفاعاً، وتنخفض أرضية الكنيسة عن مستوى سطح الشارع بحوالي 3,90م. المدخل يؤدي إلى صحن الكنيسة ومنها إلى ثلاث هياكل أسفلهم المغارة الأثرية. وفي صحن الكنيسة يوجد أعمدة ذات تيجان كورنثية ترجع إلى القرن الرابع والخامس الميلادي.
واكتشفت جدارية ترجع للقرن الثالث عشر الميلادي بالهيكل القبلي بالكنيسة، كما يوجد بها الكثير من الأيقونات الأثرية.
تقع هذه الكنيسة فى وسط قصر الشمع أو الحصن الرومانى تقريباً، بجوار المتحف القبطى.
فى اواخر عصر الدولة الأموية، تعرضت الكنيسة إلى حريق عندما أحرق الخليفة مروان الثانى الفسطاط – أخر خلفاء بنى أمية (744-750م) وقام بترميمها الوزير يوحنا بن يوسف المعروف بإبن الأبح – كاتم سر الخليفة المنتصر الفاطمى عام 1102م.
فى عام 768م أفرج الخليفة مروان بن محمد عن البطريرك الأنبا ميخائيل الأول (رقم 46) فذهب إلى كنيسة أبي سرجة وأقام فيها صلاة شكر.
فى عام 859 م أنتخب فيها البطريرك الورع الأنبا شنودة وهو الخامس والخمسون وكان أول البطاركة الذين رسموا فيها.
فى عام 975 م تم انتخاب البطريرك الأنبا أبرام السريانى ال62 والذى حدث فى عهده نقل جبل المقطم في كنيسة أبو سرجة.
تعتبر كنيسة أبى سرجة لها صفة مرموقة فى ذلك الوقت بدليل أن أغلب البطاركة كانوا ينتخبون منها فى العهود القديمة حتى أوائل القرن الثانى عشر الميلادى حيث أنتخب فيها البطريرك الأنبا مكاريوس عام 1102م.
ويوجد بالكنيسة حاليا اجساد القديسين سرجيوس وواخس والشهيد الراهب بشنونة الذى اكتشف جسدة عام 1991م تحت الانبل اثناء ترميم الكنيسة ويوجد بها العديد من الايقونات الاثرية التى تزين جدرانها
يحتفظ المتحف القبطى ببعض آثار هامة من كنيسة أبى سرجة ومنها أقدم مذبح خشبى من الجوز عرف فى تاريخ الكنائس القديمة وكذلك تيجان كورونثية ويرجع تاريخها غالباً إلى القرن السادس الميلادى.
