Мелехинская средняя школа была основана в 1843 году Палатой государственных имуществ. На протяжении первых 30 лет она помещалась в церковной караулке. В 1876 году землевладелец Марков Евгений Львович построил новое здание школы и стал ее попечителем. В 1885 году помещение школы состояло из 3 комнат: классной комнаты, прихожей и квартиры для учителя. В последней находилась библиотека. Отопление печное. Топили соломой. В школы ходили дети из 4 селений, составляющих один церковный приход: села Мелехино, деревни Мелехино, деревни Каменева Поляна и деревни Медведков Колодезь.

Существенные изменения произошли в 1898 году. Количество учащихся достигло 107 человек. С 1898 года Мелехинская школа переименована в Мелехинское начальное народное училище. В 1907 году в школе работали две учительницы: Забавина Юлия Максимовна (образование 4 класса гимназии) и Ефимова Мария Петровна (образование 7 классов гимназии). Законоучителем служил местный священник.

Кроме существовавшей в с. Мелехино земской школы, здесь имелась и церковно-приходская школа. Начальная церковная школа состояла в ведении Щигровского уездного отделения Курского епархиального училищного совета. С 1 января 1907 года церковно-приходская школа стала называться школой грамоты. Законоучителем в ней был священник Митрофан Вороновский, учительницей — Анна Алексеевна Шитова.

В 1910 г. в с. Мелехино открылась вторая школа. Количество учащихся в ней на 1 сентября 1913 года — 91 человек, а в первой школе — 55.

В 1920 году 1-я Мелехинская начальная школа становится семилетней. В селе открыты две избы-читальни.

В 1923 году в Мелехинском сельсовете существовало две школы: 1-я Советская Мелехинская школа первой ступени и 2-я Советская Мелехинская школа первой ступени. В них обучалось соответственно 93 и 80 учащихся.

В 1930 году 1-я и 2-я Мелехинские школы были объединены в Мелехинскую среднюю неполную школу. Директором был назначен товарищ Шинасов. В 1938 году в школе обучалось 271 учащийся.

Во время оккупации (с ноября 1941 до мая 1943 гг.) школа не работала. Фашисты расстреляли учителя школы Шикалова Иллариона Трофимовича по обвинению в шпионаже. И только в 1944 году здание школы было восстановлено, и в ней начались занятия.

В 1949 г. в школе обучалось 172 учащихся.

В 1965 году Мелехинская неполная средняя школа была преобразована в среднюю. Директором был назначен Коньшин Григорий Алексеевич. В 1991 году было построено новое двухэтажное здание школы. Директором стала Воробьева Лидия Васильевна.

В 2006 году школу возглавил выпускник КГПИ Писаненко Юрий Николаевич. В 2008 году директором стала Михалева Наталия Викторовна. В 2010 году школа стала филиалом МКОУ «Защитенская СОШ».