1640 wurde die Mellenbacher Kirche während des Dreißigjährigen Kriegs durch die Schweden zerstört und 1641 mit Hilfe eines Handels- und Geschäftsmannes wiederaufgebaut.

1739 wurden bei einem Pfarrhausbrand alle noch vorhandenen Bücher, Akten und Dokumente vernichtet. 1862 wurde die Kirche für kurze Zeit wegen Baufälligkeit geschlossen und 1888 endgültig abgerissen. Die heutige neugotische Kirche wurde nach Entwürfen von Baurat Brecht aus Rudolstadt gebaut. Sie wurde am 10. Oktober 1889 eingeweiht.

Die Fachwerkkirche, ausgefacht mit Backsteinen dekorativen Holzbalken hat einen Kirchturm im Westen, dessen erste beiden Geschosse steinsichtig sind. Darüber ist der Turm schiefergedeckt. In diesem Teil befinden sich übereinander liegende Biforien als Klangarkaden und die Turmuhr. Darauf sitzt ein achtseitiger spitzer Helm.

Östlich des mit einem schiefergedeckten Satteldach versehenen Langhauses befindet sich der eingezogene Chor mit geradem Abschluss. Der Innenraum hat teilweise einen offenen Dachstuhl. Die Kirchenausstattung, wie der holzgeschnitzte Altar, ist aus der Bauzeit.

Die Bleiglasfenster sind im Original erhalten.