История этой деревни неотделима от судеб соседнего села Козино. На протяжении всей своей истории они входили в состав одних и тех же владений и имели общих владельцев. В составе имения князя Ивана Дмитриевича Бельского она перешла в середине XVI в. в число вотчин московского Новодевичьего монастыря. Впервые же в сохранившихся источниках она упоминается писцовой книгой 1584 г. Судя по тому, что ее угодья составляли «пашни паханой середней земли 6 четьи да перелогом 32 четьи, сена 20 копен», следует полагать, что в это время она, как и большинство других подмосковных деревень, состояла из одного — двух дворов.
Следующее упоминание Нефедьева относится к 1646 г., когда переписная книга зафиксировала здесь уже 7 крестьянских дворов с 15 жителями мужского пола. Судя же по описанию 1678 г., население деревни за тридцать лет удвоилось — на тот момент в ней числилось 8 крестьянских и бобыльских дворов с 34 душами. Росту деревни во многом способствовало ее удачное расположение на бойкой дороге в Иосифо-Волоколамский монастырь. По данным ревизии 1744 г. здесь уже значилось 77 ревизских душ.
После секуляризации монастырских владений в деревне активно развивается мебельный промысел. В начале 1860-х годов в Нефедьеве на 38 дворов и 118 жителей приходилось 34 мастерских с 90 работниками и вырабатывалось продукции на 20 тыс. рублей в год. К концу XIX в. число дворов возросло до 71, а население — до 361 человека. Кроме этого значатся 64 посторонних, работавших по найму. В деревне числились 3 торговых заведения, 2 промышленных и один пчеловод. Среди промысловых занятий крестьян преобладали столяры и токари. Помимо этого, здешние жители, в отличие от села Козино, больше внимания уделяли сельскому хозяйству: сеяли рожь, овес, горох и картофель, причем последний давал довольно высокий урожай — сам 8. Было значительно больше и скота (этому способствовало наличие у деревни хороших лугов).
После революции развитие деревни продолжилось. По данным 1926 г. в Нефедьеве проживали 575 жителей, имелись сельсовет, потребительское общество, товарищество столяров-мебельщиков, школа I ступени.
В 1941 г. деревня оказалась на линии фронта. 2-3 декабря ее западная половина, отделенная верховьем речки Нахабинки, была занята фашистами. Восточную часть обороняли воины 9-й гвардейской дивизии генерала А. П. Белобородова. Сосредоточив здесь танковую колонну, фашисты 3 декабря преодолели противотанковый ров севернее деревни, около здания школы. На поле и в восточной части деревни разгорелся ожесточенный бой с участием танков, артиллерии, прибывших на помощь подразделений соседних воинских частей, и противник был отброшен. Тем не менее, в западной части Нефедьева вновь было отмечено скопление вражеской техники. Чтобы предотвратить новую атаку, в ночь на 5 декабря был скрытно выдвинут к берегу реки тяжелый танк КВ под командованием лейтенанта П. Гудзя. Перед рассветом экипаж неожиданным огнем из своего мощного орудия вывел из строя 17 фашистских танков. А утром началось общее контрнаступление советских войск. В первые послевоенные годы это место ожесточенных сражений было отмечено скромным памятником на братской могиле, на котором были записаны несколько фамилий воинов 18-й стрелковой дивизии, пришедших на помощь сибирякам, в составе которой сражались бойцы Красногорского батальона народного Ополчения. Позднее вместо него был установлен монумент, у которого ежегодно проводятся торжественные мероприятия.
Война привела к значительному сокращению населения. В 1951 г. в Нефедьеве в 67 хозяйствах проживали 105 мужчин и 149 женщин. Позднее деревня вошла в состав совхоза «Ильинское-Усово», а на речке Нахабинке были устроены большие пруды. Однако отток жителей продолжался. По данным переписи 1989 г., здесь было отмечено 22 хозяйства и 39 постоянных жителей. Не прекратился он и до сих пор. В 2005 г. численность прописанного в деревне населения составила только 16 человек, причем некоторые коренные жители, сохранившие собственные дома, прописаны в Дедовске или Красногорске. Вместе с тем, в самой деревне и в ее окружении выросли десятки коттеджей.