Kościół murowany zbudowano w XVI wieku pierwotnie jako późnogotycki (zachował się fragment piaskowcowego portalu z profilem wałkowym), z cegły na kamiennym fundamencie, orientowany na planie prostokąta, podpiwniczony, z zakrystią od południa. W 1513 roku król Zygmunt I Stary wydał przywilej dla kościoła. W 1618 roku ponownie konsekrowany, co oznacza, że kościół musiał być we wcześniejszym okresie przebudowany. Kościół został spalony w czasie Potopu szwedzkiego, o czym wzmiankowano w 1658 roku. Odbudowany na początku XVIII wieku w stylu barokowym, gdy zmieniono wezwanie. W 1866 zamknięty na polecenie rosyjskiego gubernatora, który skonfiskował też grunty parafii katolickiej i przekazał parafii prawosławnej. W 1871 kościół zaadaptowano na cerkiew prawosławną Świętego Ducha. W 1915 roku spalony przez Rosjan podczas ucieczki przed Niemcami w trakcie I wojny światowej. Po 1918 roku kościół odzyskała parafia katolicka. W 1929 mieszkańcy Mielnika założyli komitet mający na celu odbudowę kościoła, jednak wyremontowano jedynie zakrystię. Ruiny rozebrali Rosjanie w 1940, nr rej. A-107 z 24.01.1957Inwentaryzacja pomiarowa kościoła w Mielniku, 1953 r., nr inw. 665, w zbiorach WUOZ w Bia­łymstokuProjekt rekonstrukcji kościoła w Mielniku, 1956 r., nr inw. 1541-1542, w zbiorach WUOZ w Bia­łymstoku.