Родился в старинной дворянской семье, чья родословная восходит к первой половине XVI в. Образование получил в Пажеском корпусе (с 1875 — камер-паж Высочайшего Двора), окончив который (1877) был выпущен корнетом в л.-гв. Уланский Его Величества полк.
Поскольку полк в это время находился на театре Русско-турецкой войны, прямо со школьной скамьи попал на фронт. Состоя ординарцем генерала И. В. Гурко, участвовал в нескольких сражениях и зарекомендовал себя храбрым и исполнительным офицером, заслужив орден св. Станислава 3-й ст. с мечами и бантом, за участие в боях под Плевной. Имел репутацию превосходного стрелка, заняв 1-е место на полковых соревнованиях по стрельбе (1877).
По окончании войны, в 1880 поступил в Николаевскую академию Генерального штаба, в которой за проявленные в обучении успехи уже через год был произведен в поручики, в 1883 — в штаб-ротмистры, а по окончании академии по первому разряду был определён на службу офицером для особых поручений в Харьковский военный округ при штабе 10-го армейского корпуса, с производством в капитаны (1883).
Уже в следующем году Дедюлин был назначен старшим адъютантом штаба 23-й пехотной дивизии. В 1885 был переведён в отдел военных сообщений, став заведующим по передвижениям войск Петербурго-Динабургского р-на. В 1886 произведен в подполковники, с 1892 — полковник, в 1901 — генерал-майор. С 1900 по 1903 служил начальником отдела Управления военных сообщений. В 1903 был переведен на службу начальником штаба Отдельного корпуса жандармов.
17 января 1905 занял должность С.-Петербургского градоначальника. В этот период:
Оказавшись на этой должности в период начавшейся революции, Дедюлин оказался «первым и почти единственным человеком, который смело выступил в защиту монархистов». Он принял под свое покровительство нарождавшийся Союз русского народа и совместно с генерал-губернатором С.-Петербурга Д. Ф. Треповым принялся за прекращение в столице революционных беспорядков (наиболее нашумевшей акцией стала высылка из столицы 24 апреля 1905 более 700 неблагонадежных рабочих).
31 декабря 1905 Дедюлин был назначен командиром Отдельного корпуса жандармов, а его место на посту градоначальника занял другой видный монархист В. Ф. фон-дер Лауниц. В сентябре 1906 Дедюлин был назначен на должность дворцового коменданта, в которой состоял вплоть до своей кончины, входя в ближайшее окружение Императора Николая II. С 1908/9 — генерал-лейтенант и генерал-адъютант, с 1912 — генерал от кавалерии.
Находился в оппозиции к П. А. Столыпину. Поддерживал дружеские отношения с командиром корпуса жандармов генералом П. Г. Курловым, чью кандидатуру на пост министра внутренних дел сразу же предложил царю в 1911 после убийства Столыпина. Противник Г. Е. Распутина.
Являясь дворцовым комендантом, продолжал покровительствовать монархическому движению. Во время раскола в СРН поддержал противников А. И. Дубровина, в качестве возможного руководителя СРН особо выделяя прот. И. И. Восторгова. К сторонникам Дубровина стал относиться негативно после подавления революции 1905—1907, в марте 1908 откровенно заявляя, что СРН
Среди монархических организаций особо покровительствовал Русскому Народному Союзу им. Михаила Архангела и лично его лидеру В. М. Пуришкевичу. Активно поддерживал Академическое движение, а его супруга Елизавета Сергеевна, урожд. Дохтурова, возглавляла возникшее по инициативе Пуришкевича «Общество содействия академической жизни высших учебных заведений Петербурга».
Скончался на 56-м году жизни от разрыва сердца (по другим сведениям — от грудной жабы).
Российской империи:
Иностранных государств: