В 1927 году диакон Сергий был переведен в Воскресенскую церковь Николо-Железовского погоста Клинского района. 24 сентября 1934 года он был рукоположен во священника к этому храму.
Осенью 1937 года сотрудники НКВД стали собирать сведения для ареста священника. Некоторые свидетели, вызванные на допрос, показали, будто отец Сергий говорил, что «обильный урожай 1937 года вызван не успехами экономической системы новой власти, а милостью Божией, так как Господь увидел, что народ голодает девятнадцать лет при советской власти, и этому голодному народу послал урожай». Другие свидетели показали, что священник часто посещал верующих женщин, живущих в рабочих казармах при Высоковском хлебокомбинате. Представитель местных властей, плохо знавший отца Сергия, ничего о нем не мог показать, и тогда следователь сам заполнил протокол допроса и прочитал его вслух. Но свидетель не согласился с прочитанным, однако ему «убедительно» было доказано, что протокол необходимо подписать, и он его подписал.
8 октября 1937 года отец Сергий был арестован, заключен в Таганскую тюрьму в Москву и в течение пяти дней беспрестанно допрашивался.
– Вы арестованы за контрреволюционную деятельность, дайте показания по этому вопросу.
– Контрреволюционной деятельности я не вел.
– Следствие обличает вас во лжи. Вам зачитываются показания свидетеля... о вашей контрреволюционной деятельности.
Подтверждаете ли вы их?
– Показания свидетеля я отрицаю.
– Признаете ли вы себя виновным в предъявленном вам обвинении?
– В предъявленном мне обвинении виновным себя не признаю.
13 октября следствие было закончено, и 25 октября тройка НКВД приговорила отца Сергия к расстрелу. Священник Сергий Гусев был расстрелян 31 октября 1937 года и погребен в безвестной общей могиле на полигоне Бутово под Москвой.
Заказать рукописную икону Священномученик пресвитер Сергий Гусев