Село Головенцыно находится в 27 верстах от Владимира; в XVII–XVIII веках принадлежало разным помещикам. Церковь Воскресения Христова упоминается в книгах патриаршего казённого приказа под 1656 годом («церковь Воскресения Христова в селе Головенцыне в поместье разных помещиков») и под 1746 годом.

Деревянная церковь, существовавшая в XVIII столетии, за ветхостью была разобрана в 1807 году, и вместо неё усердием помещика Якова Михайловича Федосьева построен каменный храм в честь Воскресения Христова с приделом в честь Покрова Пресвятой Богородицы; одновременно возведена каменная колокольня. Храм выстроен в стиле барокко (восьмерик на четверике). Приход состоял из села и деревни Воронцово — всего 84 двора.

В 1934 году Владимирский райисполком постановил ликвидировать церковь, однако президиум облисполкома Ивановской Промышленной области отменил это решение и оставил храм общине верующих (позднее храм всё же был закрыт). В настоящее время церковь официально не действует и находится в тяжёлом техническом состоянии; с 2010-х годов жители села своими силами ведут её восстановление, на большие праздники здесь совершаются богослужения приезжающим священником.