Датой основания монастыря считается 1861 год. Именно тогда по решению Синода Влахернское общежитие монашествующих девиц было переименовано в монастырь. При открытии в монастыре было шесть сестер, но уже к 1914 году число насельниц составляло около 300. В 1922 году монастырь закрыли. Во время Великой Отечественной войны на куполе собора Спаса Нерукотворного советские войска установили зенитные орудия, поэтому враг бомбил Деденево особенно сильно. Одна из бомб попала в собор, но все остальные здания в монастыре, кроме одного, находящегося с южной стороны, и Спасского собора, уцелели.

После войны собор использовался под хозяйственные нужды, в его стенах даже обустроили курилки и туалеты. В уцелевших строениях монастыря разместился пансионат для инвалидов. Возрождаться обитель начала только в 2000-е. В 2003 году была построена деревянная церковь Святого Димитрия Солунского. В 2012 году завершилась реставрация храма Спаса Нерукотворного Образа. Реставрированы в кирпиче сестринский корпус и трапезная.

При монастыре работает воскресная школа, для паломников проводятся экскурсии.