В 1712 году в селе Деденево (также известном как Новоспасское) была заложена деревянная церковь во имя Спаса Нерукотворного. В 1798–1811 годах на её месте по приказу Василия Васильевича Головина была построена каменная церковь, которая в 1843–1850 годах была расширена и дополнена подземной усыпальницей рода Головиных.
В 1852 году вдова майора Анна Гавриловна Головина и её сын Гавриил Павлович Головин обратились с прошением об учреждении женской монашеской общины в своём имении. Их инициатива была поддержана митрополитом Московским и Коломенским Филаретом. В 1854 году община была официально учреждена, а в 1861 году по решению Святейшего Синода преобразована в Спасо-Влахернский женский монастырь.
В 1886 году по проекту архитектора Николая Никитина к Спасскому собору была пристроена монументальная колокольня, соединённая с храмом трапезной в 1890 году. В 1910 году собор был расписан по эскизам художника Виктора Васнецова.
В 1910 году на территории монастыря была построена часовня в честь иконы Божией Матери «Нечаянная Радость», которая в 1913 году была перестроена в церковь.
К 1914 году в монастыре насчитывалось около 300 насельниц. Однако в 1922 году монастырь был закрыт, а его здания использовались для различных хозяйственных нужд. Во время Великой Отечественной войны монастырь подвергся значительным разрушениям и долгое время оставался в руинированном состоянии.
В 1992 году началось возрождение обители: состоялось первое собрание прихожан, был принят устав Спасо-Влахернской церкви. В 1993 году прошла первая служба на территории монастыря. В 1994 году на собрании верующих был утверждён приход храма Спаса Нерукотворного Образа. В 2001 году в обители возобновилась монашеская жизнь, и 20 апреля того же года состоялось торжественное открытие монастыря.
В 2003 году была построена деревянная церковь святого великомученика Димитрия Солунского. В 2012 году завершилась реставрация храма Спаса Нерукотворного Образа. При монастыре работает воскресная школа, для паломников проводятся экскурсии.
31 января 2015 года Влахернская икона Божией Матери была передана из музея имени Андрея Рублёва в Спасский собор Спасо-Влахернского монастыря.
Архитектурный комплекс монастыря включает:
Собор Спаса Нерукотворного Образа.
Церковь святого великомученика Димитрия Солунского.
Церковь иконы Божией Матери «Нечаянная Радость».
Сестринский корпус с трапезной.
Монастырские стены со Святыми вратами.
