Первые упоминания о селе Деревянное относятся к XVI веку. В писцовой книге Заонежской половины Обонежской пятины за 1582–1583 годы значится деревня Деревянная на Онежском озере. По преданию, ранее на этом месте существовало поселение под названием Деревянный Выставок, отделившееся от Шуйского погоста.
Церковь в Деревянном была освящена в 1683 году во имя святителя Николая Чудотворца. 20 ноября 1935 года постановлением Карельского ЦИК храм был закрыт. Здание не сохранилось до наших дней. В селе также находилась Покровская церковь в деревне Ужесельга.
В XIX веке в селе проживали преимущественно русские крестьяне. Основными занятиями были земледелие и отхожие промыслы в Санкт-Петербурге. В Деревянном жили мастера по вставке стекол.
В советский период, с 1930-х годов, в Деревянном располагался лесопромышленный участок, колхоз «Заря», преобразованный в 1940-х годах в отделение совхоза «Маяк». В 1941 году село было оккупировано финскими войсками. 28 июня 1944 года освобождено в ходе десантной операции Онежской военной флотилии.
В настоящее время в селе Деревянное действует часовня Петра и Павла. Мемориальный знак «Деревянное — 500 лет» отмечает историческую значимость поселения. В 4 км к северу от села по дороге на Петрозаводск расположен мемориал «Красный Бор» — место массовых расстрелов жертв политических репрессий 1937–1938 годов.