До 2012 года Десёновское сельское поселение входило в состав Ленинского района Московской области. С 1 июля 2012 года вступило в силу Соглашение об изменении границы между субъектами Российской Федерации городом Москвой и Московской областью от 29 ноября 2011 года. К Москве отошли 2 городских округа и 19 городских и сельских поселений на юго-западе Московской области. В том числе и Десёновское сельское поселение.

Флаг сельского поселения Десёновское утвержден решением Совета депутатов сельского поселения Десёновское Ленинского муниципального района от 3 февраля 2006 года №3/2 и внесен в Государственный геральдический регистр РФ под №2611. Описание флага:

"Флаг сельского поселения Десёновское представляет собой прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, разделённое по горизонтали на три полосы: голубую (в 4/9 ширины полотнища), белую (в 1/9 ширины) и красную в (4/9 ширины); в центре полотнища жёлтый кивер и две шпаги накрест из герба сельского поселения".

Обоснование символики флага сельского поселения Десёновское.
Флаг сельского поселения разработан на основе его герба, в котором отражены географические и исторические особенности муниципального образования "сельское поселение Десёновское".
Золотые русские кивер и шпаги накрест напоминают об успешном арьергардном бое полков генерала М.А. Милорадовича с французским корпусом маршала Бессьера в сентябре 1812 г. у деревни Десна, в результате которого стал возможен знаменитый Кутузовский Тарутинский маневр, во многом определивший победу российского народа в Отечественной войне 1812 г.
Кивер также показывает расположенный на территории муниципального образования военный городок, с которым связаны судьбы нескольких поколений военнослужащих.
Белая полоса символизирует старую Калужскую дорогу и старинное занятие жителей - извоз. Белый цвет (серебро) - символ чистоты, совершенства, мира и взаимопонимания.
Голубой цвет - символ чести, благородства, духовности в гербе также указывает на реку Десну, по имени которой названо сельское поселение.
Красный цвет - символ мужества, воинской доблести, силы, труда, красоты.
Авторская группа:
идея флага: Константин Мочёнов (Химки);
обоснование символики: Олег Агафонов (Москва);
Кирилл Переходенко (Конаково);
художник и компьютерный дизайн: Оксана Афанасьева (Москва)".

По материалам сайта "Союза геральдистов России"

На сайте Администрации Ленинского района изображен другой вариант флага. Именно в таком виде флаг был утверждён депутатами 3.02.2006 года, но в ходе консультаций с экспертами Геральдического совета изменён "в рабочем порядке".