Преподобный Сергий родился в селе Варницы, под Ростовом, 3 мая 1314 года в семье благочестивых и знатных бояр Кирилла и Марии. Господь предызбрал его еще от чрева матери. В Житии Преподобного Сергия повествуется о том, что за Божественной литургией еще до рождения сына праведная Мария и молящиеся слышали троекратное восклицание младенца: перед чтением Святого Евангелия, во время Херувимской песни и когда священник произнес: «Святая святым». Бог даровал преподобным Кириллу и Марии сына, которого назвали Варфоломеем. С первых дней жизни младенец всех удивил постничеством, по средам и пятницам он не принимал молока матери, в другие дни, если Мария употребляла в пищу мясо, младенец также отказывался от молока матери. Заметив это, Мария вовсе отказалась от мясной пищи. В семилетнем возрасте Варфоломея отдали учиться вместе с двумя его братьями — старшим Стефаном и младшим Петром. Братья его учились успешно, но Варфоломей отставал в учении, хотя учитель и помногу занимался с ним. Родители бранили ребенка, учитель наказывал, а товарищи насмехались над его несмысленностью. Тогда Варфоломей со слезами взмолился к Господу о даровании ему книжного разумения. Однажды отец послал Варфоломея за лошадьми в поле. По дороге он встретил посланного Богом Ангела в иноческом образе: стоял старец под дубом среди поля и совершал молитву. Варфоломей приблизился к нему и, преклонившись, стал ждать окончания молитвы старца. Тот благословил отрока, поцеловал и спросил, чего он желает. Варфоломей ответил: «Всей душой я желаю научиться грамоте, Отче святой, помолись за меня Богу, чтобы Он помог мне познать грамоту». Инок исполнил просьбу Варфоломея, вознес свою молитву к Богу и, благословляя отрока, сказал ему: «Отныне Бог дает тебе, дитя мое, уразуметь грамоту, ты превзойдешь своих братьев и сверстников». При этом старец достал сосуд и дал Варфоломею частицу просфоры: «Возьми, чадо, и съешь, — сказал он. — Это дается тебе в знамение благодати Божией и для разумения Святого Писания». Старец хотел удалиться, но Варфоломей просил его посетить дом родителей. Родители с честью встретили гостя и предложили угощение. Старец ответил, что прежде следует вкусить пищи духовной, и велел их сыну читать Псалтирь. Варфоломей стал стройно читать, и родители удивились совершившейся перемене с сыном. Прощаясь, старец пророчески предсказал о Преподобном Сергии: «Велик будет ваш сын пред Богом и людьми. Он станет избранной обителью Святого Духа». С тех пор святой отрок без труда читал и понимал содержание книг. С особым усердием он стал углубляться в молитву, не пропуская ни одного Богослужения. Уже в детстве он наложил на себя строгий пост, ничего не ел по средам и пятницам, а в другие дни питался только хлебом и водой.
