L'ancien couvent des Récollets, construit entre 1646 et 1860, fut une église puis, tour à tour, sous-préfecture, tribunal et ancien hôtel de ville avant de devenir l'hôpital de Melle. Auparavant, l'hôpital se trouvait en centre ville aux abords de l'église Saint Savinien.

L'histoire récente de l'hôpital a été marquée par la construction d'un nouvel établissement. La pose de la première pierre a eu lieu le 12 octobre 2006 et en mars 2009, l'ensemble des patients et résidents ainsi que le personnel a emménagé dans les nouveaux locaux, route de la Roche.

L'hôpital de Melle assure en lien avec les praticiens libéraux et les établissements de santé publics et privés de Niort, la prise en charge des pathologies liées au vieillissement. L'établissement possède l'avantage de mettre à disposition des usagers, les compétences spécifiques d'une équipe mobile de gériatrie et d'une équipe mobile de soins palliatifs.

Classé hôpital local de août 1995 à décembre 2009, c'est un établissement confirmé comme hôpital de proximité. Il fait partie d'un réseau de soins et d'une communauté d'établissements avec l'hôpital de Saint-Maixent-l'Ecole et l'EHPAD "Les Fontaines" de La Mothe Saint Heray.

En janvier 2010, avec la loi Hôpital patient santé territoire, l'établissement devient le Centre hospitalier de Melle.

En janvier 2016, le Groupe hospitalier et médico-social du Haut Val de Sèvre et du Mellois est créé.