Pierwsze wzmianki o wsi pochodzą z 1226 roku. Mielenko gryfińskie zostało założone jako owalnica, obecnie miejscowość ma charakter osady przyleśnej. W 1345 roku miejscowość zostaje wymieniona jako jedna z posiadłości cystersów z Kołbacza.
We wsi odnajdziemy średniowieczny kościół pod wezwaniem Narodzenia Najświętszej Marii Panny, który został odbudowany po wojennych zniszczeniach. Kościół zbudowany z głazów narzutowych oraz cegły w XV w., późnogotycki, przebudowany na przełomie XVII i XVIII w. Z czasu przebudowy pochodziła drewniana wolnostojąca wieża, obecnie nie istniejąca. Poświęcony: 1 IX 1946 r. Należy do Parafii pw. Świętej Trójcy w Chwarstnicy.
Świątynia otoczona jest przez dawny przykościelny cmentarz, na jego terenie odnajdziemy trzy żeliwne krzyże. Na rozpiętości ich ramion widoczne są czytelne inskrypcje. Za kościołem znajduje się pomnik upamiętniający mieszkańców wsi, którzy zginęli podczas starć w czasie trwania I wojny światowej. Na prostokątnym, smukłym posągu widoczna jest inskrypcja w języku niemieckim z datą i równoramiennym krzyżem. Cmentarz przykościelny w Mielenku Gryfińskim został wpisany na listę zabytków w czerwcu 2009 roku.
Na skraju lasu, w północno-wschodniej części Mielenka Gryfińskiego, w granicach muru oporowego odnajdziemy fragmenty kilkunastu nagrobków z dawnego cmentarza ewangelickiego. Są to proste płyty, w niektórych przypadkach ze skromnymi ornamentami, część inskrypcji jest nieczytelna.