Село Дединово известно с XV века и имеет богатую историю, связанную с судостроением и торговлей. В XVII веке здесь была основана судоверфь, на которой в 1669 году был спущен на воду первый русский военный корабль «Орёл». В этот период в селе началось активное строительство храмов.
Богородицерождественский храм был построен в конце XVII века и по своему стилю близок к московским церквям 1680-х годов. Здание представляет собой одноглавый бесстолпный четверик основного объёма, двустолпную трапезную с двумя приделами и западную паперть, первоначально являвшуюся открытой галереей. Гладкие стены храма венчает сложный кирпичный карниз и парапет из мелких кокошников. Под штукатуркой сохраняются остатки фигурных наличников. В трапезной были устроены приделы в честь Трёх Святителей и святых бессребреников Космы и Дамиана.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советской власти, храм был закрыт, его венчания были сломаны. В 1950-х годах к зданию была пристроена конструкция для размещения строительного цеха колхоза, что значительно изменило его внешний облик. В 1960-х годах были снесены ограда и отдельно стоявшая шатровая колокольня, известная как колокольня Ивана Грозного.
В 2003 году был зарегистрирован приход церкви, однако помещение продолжало использоваться для хозяйственных нужд. Только в 2014 году здание было освобождено от колхозных служб, но реставрационные работы на тот момент не проводились. К 2016 году территория бывшего кладбища, расположенного к востоку от церкви и ранее занятого машинным двором, была освобождена от колхозного транспорта.
