Στὴν περιοχὴ νοτιοδυτικὰ τοῦ Ἀσκληπιείου καὶ περίπου 150 μέτρα δυτικὰ ἀπὸ τὴ θέση Κοκκινόνερο (ἰαματικὲς πηγές) βρίσκεται τὸ παλαιότατο ἐκκλησάκι («μοναστηράκι») τῆς Ὁσίας Μελοῦς. Ἡ ὁσία εἶναι ἡ μοναδικὴ ἁγιασμένη γυναικεία μορφὴ ποὺ φαίνεται ὅτι ἦταν ντόπια, ἂν καὶ ἀκόμη δὲν γνωρίζουμε τὴν καταγωγή της.
Εἶναι πολὺ σημαντικὸ ὅτι παρὰ τὴν ἔλλειψη ἱστορικῶν στοιχείων ἡ μνήμη τῆς Ὁσίας διατηρήθηκε στὴ συνείδηση τοῦ λαοῦ καὶ ἡ λατρεία της φθάνει σὲ ἐμᾶς ἀδιάκοπη ἀπὸ τὰ βάθη τῶν αἰώνων.
Παρὰ ταῦτα ἡ ἀβέβαιη ἐτυμολογικὴ προέλευση τοῦ ὀνόματός της ὁδήγησε σὲ ἀμφισβήτηση τῆς ἱστορικότητας τῆς Ὁσίας, ἡ ὁποία, τελικά, ἐπιβεβαιώνεται ἀπὸ τὴ δημοσίευση κατὰ τὸ ἔτος 1972/3 ἑνὸς χειρογράφου τοῦ τέλους τοῦ 15ου αἰώνα (Παρισινὸς Κώδικας μὲ ἀριθμὸ 1362) μὲ στιχηρὰ γραμμένα πρὸς τιμήν της.
Ὁ Ἰάκωβος Ζαρράφτης παραθέτει τὴ μαρτυρία ὅτι κατὰ τὸ ἔτος 1018 κάποιος ἀσκητὴς ἔκτισε μοναστήρι πλησίον τοῦ Ἱ. Ναοῦ τῆς Ὁσίας Μελοῦς καὶ ζοῦσε ἐκεῖ θεραπεύοντας τοὺς πιστοὺς ποὺ ἔφθαναν κοντά του ὑποδεικνύοντάς τους τὰ ἰαματικὰ ὕδατα. Μάλιστα, μέχρι τὶς μέρες μας σώζονται τὰ ἐρείπια τοῦ κελλιοῦ τοῦ ἀσκητῆ περίπου 50 μέτρα ὑψηλότερα ἀπὸ τὸ ναΐσκο (πρὸς νότον).
Ξένοι ἀρχαιολόγοι ποὺ ἐπισκέφθηκαν τὸ ἐκκλησάκι, κατὰ τὸ ἔτος 1933, ἐξέφρασαν τὴ γνώμη ὅτι προέρχεται ἀπὸ τοὺς πρώτους χριστιανικοὺς χρόνους.
Τὰ λίγα στοιχεῖα ποὺ κατέχουμε ἀπὸ τὸ βίο τῆς Ὁσίας προέρχονται ἀπὸ τοὺς ὕμνους τοῦ μητροπολίτη Μητροφάνη. Σύμφωνα μὲ μελέτη τοῦ καθηγ. Ζαχαρία Τσιρπανλῆ ὁ συγγραφέας τους κατεῖχε τὸν ἀρχιερατικὸ θρόνο τῆς μητροπόλεως Ρόδου, κατὰ τὴν περίοδο τῆς Ἱπποτοκρατίας στὴ Δωδεκάνησο, καὶ εἶχε ὑπὸ τὴν ποιμαντική του εὐθύνη καὶ τὴν Κῶ, καθὼς οἱ ἱππότες δὲν ἐπέτρεπαν τὴ χειροτονία ἀρχιερέων στὰ ἄλλα νησιά. Ἡ πρόσφατη μεταπτυχιακὴ ἐργασία τοῦ Σεβασμιωτάτου Μητροπολίτου Κώου καὶ Νισύρου κ. Ναθαναήλ, στὴν ὁποία δημοσιεύεται καὶ ἡ ἐπιγραφὴ τοῦ Ναοῦ ἐπιβεβαιώνει αὐτὰ τὰ συμπεράσματα, καθώς δίνει τη χρονολογία “1483 μηνί Ἰουλίῳ “.
Ἀπὸ τὰ στιχηρὰ τοῦ Μητροπολίτου Μητροφάνη διαπιστώνουμε ὅτι πρὶν ἀπὸ τὴν ἀναχώρησή της ἀπὸ τὸν κόσμο γιὰ νὰ ἐπιδοθεῖ στὴ ζωὴ τῆς ἀσσήσεως, ἡ Ὁσία μοίρασε τὰ ὑπάρχοντά της σὲ ὅσους εἶχαν ἀνάγκη. Ἀμέσως μετὰ ἀποτραβήχθηκε σὲ ὀρεινὸ τόπο, ὅπου, στερούμενη ἀκόμη καὶ τὰ ἀναγκαῖα, ἀφιερώθηκε στὴν ἄσκηση. Μέσα σὲ συνθῆκες ψύχους, λόγῳ τοῦ ὑψομέτρου, κατόρθωσε νὰ λιώσει τὸ σώμα καὶ τὰ πάθη της. Γιὰ τὴν ἐπιλογή της νὰ ἀπομονωθεῖ στὸ δύσβατο τόπο τῆς Βουρρίνας ὁ Μητροπολίτης Μητροφάνης παρομοιάζει τὴν Ὁσία μὲ ἐρημικὸ πελεκάνο, ὁ ὁποῖος ἀπομακρύνεται ἀπὸ τὴν ἐπαφὴ μὲ τοὺς πολλοὺς γιὰ νὰ ἐπικοινωνήσει μὲ τὸ Θεό.
Ἐνδιαφέρον ἔχει ἡ παρατήρησή του ὅτι ἀφοῦ, ἀπὸ τὴ μεγάλη της ταπείνωση, ἐκοιμήθη ἀνάμεσα στοὺς βράχους, ὁ τόπος ἔγινε προσκύνημα τοῦ λαοῦ μὲ συνέπεια νὰ οἰκοδομηθεῖ ναὸς («τέμενος») τῆς Ὁσίας. Αὐτὸ τὸ σχόλιο ταιριάζει μὲ τὴ μορφολογία τοῦ ἐδάφους στὴν περιοχὴ ποὺ ἔχει ἀνεγερθεῖ τὸ ἐκκλησάκι. Στὴ νότια πλευρὰ βρίσκεται βράχος, πάνω στὸν ὁποῖο εἶναι στερεωμένος ὁ νότιος τοῖχος τοῦ ναοῦ. Ὁ βράχος αὐτὸς θὰ μποροῦσε νὰ ταυτίζεται μὲ τὴν κατοικία της, ἀλλὰ καὶ τὸ σημεῖο στὸ ὁποῖο ἐκοιμήθη καὶ ἐτάφη. Στὸ ἐκκλησάκι σώζονται ἴχνη τοιχογραφιῶν.
Ἡ Ὁσία ἐμφανίζεται συχνὰ σὲ Κώους, κοντὰ στὸ ναό της, ἀνάμεσα σὲ τριαντάφυλλα δηλώνοντας τὴν εὐαισθησία καὶ τὴν ἁγνότητά της. Ἡ παρουσία τῆς Ὁσίας Μελοῦς ἀποτελεῖ μία ξεχωριστὴ εὐλογία γιὰ τὸ νησί ἤδη τὸ ὄνομά της άρχισε νὰ δίνεται σὲ παιδάκια καὶ ἡ λατρεία της γίνεται ὅλο καὶ πιὸ γνωστή.