Il territorio in cui sorge Melendugno serba testimonianze dell'età  del bronzo, quali i dolmen detti 'Placa' e 'Gurgulante', provvisti di un lastrone di copertura di quasi sette metri di perimetro. II centro vero e proprio sembra aver avuto origine verso il IX secolo, in epoca posteriore alle guerre tra Saraceni e Greci, ed all'avvento dei Normanni. La famiglia d'Amelj l'ebbe in feudo fino alla soppressione della feudalità  nel 1806. Nella frazione di Roca sono tuttora visibili i resti della cinta muraria messapica, del IV secolo a.C., per un'estensione di circa 1.200 metri; nel vicino centro costiero di San Foca à possibile ammirare la suggestiva 'Grotta dell'Amore'; presso il litorale di Torre dell'Orso esistono numerose grotte anacoretiche e graffiti d'epoca bizantina. Nei pressi dell'antica chiesetta, ormai pressochè demolita, del protettore San Nicola, adorna di affreschi cinquecenteschi, vi è una laura basiliana. Vanno infine menzionati il piccolo castello dei d'Amelj e la Chiesa Parrocchiale di Maria SS. Assunta, con l'altare maggiore riccamente intarsiato, entrambi eretti nel Cinquecento, ma rimaneggiati in stile barocco nel secolo successivo. Tra i cittadini illustri va indubbiamente ricordato il barone Saverio d'Ameli che avviò nell' Ottocento la bonifica dei terreni paludosi, apportando notevoli vantaggi alle colture.