История монастыря напрямую связана с родом Головиных. В их имении был возведен большой храм Спаса Нерукотворного, в котором были собраны святыни рода – иконы в серебряных и вызолоченных окладах, украшенные драгоценными камнями, в ковчегах помещены частицы святых мощей. Некоторые из них письма Андрея Рублева – икона Спаса Нерукотворного, Икона Смоленской Божией Матери, икона Владимирской Божией Матери, а также привезенная из Бара-Града, янтарная икона Святителя Николая, Константинопольская Икона Влахернской Божией Матери и барельеф – икона Спасителя в терновом венце.

В 1852 году Анна Гавриловна Головина и ее сын Гавриил Павлович приняли решение отдать свое имение под монастырь, и передать ему все имеющиеся ценности. По их ходатайству Святейший Синод разрешил открыть общежитие монашествующих девиц, решение утвердил император. Анна Гавриловна стала попечительницей общежития, а позднее приняла монашеский постриг.

В 1861 году, уже после смерти Анны Гавриловны Синод переименовал общежитие в Спасо-Влахернский монастырь в честь чудотворной иконы Влахернской Божией матери и иконы Спаса Нерукотворного. Со временем число монашествующих стало доходить до трехсот.

В 1922 году монастырь был объявлен закрытым, практически все иконы были утрачены. Икона Влахернской Божией матери вместе с барельефом – иконой Спасителя в терновом венце были тайно перенесены и положены на ступени храма Вознесения Господня села Перемилово.

Последним священником перед закрытием монастыря был протоиерей Николай Крылов. Он всячески помогал репрессированным сестрам. Многие обращались к нему с просьбой помолиться у святых мощей об исцелении от болезней. В 1936 году Николай Васильевич был арестован и отправлен в лагерь -в город Караганду. В декабре 1941 года отец Николай принял мученическую смерть. В 1957 протоиерей Николай Васильевич реабилитирован, в 2000 году -канонизирован в лике святых.

Незабвенной монахиней монастыря является инокиня Параскева. Она также испытала лишения и ссылку. Еще при жизни ее святость не вызывала ни у кого сомнения. В 2001 году было совершено обретение честных мощей святой небесной покровительницы Параскевы. Рака с ее мощами находится в Храме Дмитрия Солунского.

В 1992 году в Деденеве вновь открывается приход. В 2001 году священник Вознесения Господня (Перемилово) протоиерей Анатолий Пахмутов передал в монастырь барельеф Спасителя. А икону Влахернской Божией матери написал заново хотьковский монах Ион.

В 1998 году икона мироточила. «Коренная» икона осталась в Перимилове. Так постепенно монастырь стал возрождаться. С приходом на пост главы Деденева Светланы Тягачевой, реставрационные работы начались полным ходом. Заново отстроили храм Дмитрия Солунского, восстановили храм спаса Нерукотворного. В 2003 году его посетил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий II. Несколько лет подряд к Пасхальному богослужению семья Тягачевых доставляет в Деденево благодатный огонь. В настоящее время монастырь принял свой первозданный вид. Церковные службы здесь проходят ежедневно.