Der Gebäudekomplex im südlichen Klosterteil, der sich dem Besucher wenige Meter nach dem Eingangstor auf der linken Seite eröffnet, beinhaltet das Refektorium (Трапезная палата), die hierin eingebaute Kirche des Ehrwürdigen Sergius (Церковь преподобного Сергия) sowie neben einem der Eingänge des Refektoriums die kleine Michei-Kirche (Михеевская церковь).

Das in den Jahren 1686–1692 erbaute Refektorium weist mehrere Besonderheiten auf, die es zu einem der bekanntesten Bauwerke des Klosterensembles machen. Mit seinen selbst für altrussische Verhältnisse ungewöhnlich reichhaltig verzierten Fassaden, deren Bemalung ein wenig an ein Schachbrett erinnert, wird das Refektoriumsgebäude vom Stil her zum Moskauer Barock gezählt. Auch weil das Bauwerk in seiner Ursprungsform nahezu unverändert erhalten geblieben ist, gilt es als eines der besten Beispiele dieser in Russland des späten 17. Jahrhunderts verbreiteten Bauart. Ebenfalls sehr prunkvoll ist die Ausstattung des rund 510 Quadratmeter großen Innenraumes des Refektoriums, der – für seine Zeit noch recht ungewöhnlich – trotz seiner Größe ohne Zwischenstützen auskommt. Hervorzuheben sind dort vor allem die Malereien an den Wänden und am Gewölbe, die in den 1770er-Jahren auf Anordnung Katharina der Großen ausgeführt wurden.

Während das Refektorium ursprünglich seiner eigentlichen Bestimmung gemäß als Festsaal für die Ausrichtung von Feierlichkeiten und wichtigen Empfängen genutzt wurde, dient sein Innenraum heute gänzlich als Gebetsraum der auf den Klostergründer geweihten Kirche des Ehrwürdigen Sergius. Die Gottesdienste werden dort in den Wintermonaten regelmäßig abgehalten. Im Obergeschoss des Refektoriums unter der Kirchenkuppel befindet sich die Klosterbibliothek, die schon beim Bau des Gebäudes zu den größten Büchersammlungen in ganz Russland gehörte.

Die Michei-Kirche, die vor dem rechten Eingang des Refektoriums steht, wurde 1734 eingeweiht und im 19. Jahrhundert mit den heute zu sehenden Fassadenornamenten ausgeschmückt. Geweiht wurde sie auf den heiliggesprochenen Klostervorsteher Michei, der zu den geistigen Erben Sergius' von Radonesch gehörte. Dort ruhen auch die Reliquien des Michei.