История установления соборного празднования святых Радонежской земли восходит к середине XVII века, когда были восстановлены первые списки учеников преподобного Сергия Радонежского, был напечатан «Канон молебен преподобным и богоносным отцам нашим игумену Сергию и ученику его Никону, чудотворцам». Приблизительно к тому же времени относится написание первой иконы Собора Радонежских святых, которую поместили на западной стороне левого столпа Троицкого собора, и местной иконы 1671 года преподобных Сергия и Никона, которая была поставлена у северных врат в иконостасе Троицкого собора.

27 сентября 1853 года в Гефсиманском скиту Троице-Сергиевой Лавры была освящена трапезная церковь во имя преподобных Сергия и Никона Радонежских. К летнему празднику обретения мощей преподобного Сергия (5 июля) была составлена «Служба преподобным отцам нашим Сергию и Никону, Радонежским чудотворцам. В храме их, в ските Гефсимании».

11 июня 1981 года наместник Троице-Сергиевой Лавры архимандрит Иероним (Зиновьев) 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. В том же году 10 июля по благословению патриарха Московского и всея Руси Пимена было установлено празднование Собора Радонежских святых 6 (19) июля, на следующий день после праздника в честь обретения мощей преподобного Сергия Радонежского. В 1981 году было впервые совершено торжественное празднование Собора Радонежских святых. В том же году были составлены тропарь, кондак и молитва Радонежским святым. К службе преподобному Сергию, которая была взята за основу, присоединили службы преподобному Михею Радонежскому, в которой упоминаются другие ученики аввы Сергия. Позднее была составлена особая служба Радонежским святым.

В состав Собора Радонежских святых, возглавляемого преподобным Сергием, вошли его сродники, ученики и собеседники, а также святые иноки Троице-Сергиевой обители. В общей сложности к началу XXI века в Соборе вспоминаются более семидесяти пяти угодников Божиих.