La chiesa oggi non si presenta come un organismo frutto di un progetto unitario, bensì come il risultato di una serie di ampliamenti e modifiche.
L’abside è la parte più antica e più autentica (architettura religiosa lombarda del quattrocento), mentre il campanile risale al XVI secolo.
La facciata realizzata con forma “a capanna“, in mattoni a vista, si presenta con una finestra ad arco acuto sopra il portone d’ingresso, e con rosone circolare, copiando lo stile delle chiese romaniche del circondario, ed in particolare quello della chiesa di San Giovanni Battista.
Sulla facciata vennero anche poste tre serie di ciotole in terracotta smaltata a indicare il carattere ospitale dei frati, e nelle parti intonacate rimaste attorno al portale principale, furono dipinti due angeli che suonano la tromba e di cui, ancora oggi, si possono intravvedere le tracce.
Alla sinistra del portale, in corrispondenza delle cappelle laterali, si trova l’edicola in mattoni dedicata alla Vergine Maria, aggiunta nel 1928.
Essa ospita un busto in marmo di Candoglia della Madonna con Bambino dell’artista melegnanese Vitaliano Marchini (1888-1971).
Il campanile risalente al XVI secolo venne costruito in posizione anomala per dare la possibilità ai frati di suonare le campane direttamente dal coro.
Internamente la chiesa si presenta a navata unica con cappelle laterali: più piccole ed antiche nella parte destra, più ampie e collegate tra loro in quella sinistra.
Il ciclo degli affreschi delle pareti della chiesa venne realizzato per iniziativa dei sacerdoti melegnanesi Giuseppe Del Corno e Giovanni Battista Sala e realizzati dal pittore Giovanni Garavaglia.
Il ciclo di raffigurazioni, nel suo insieme, svolge il corso terreno della vita di un cristiano, dal peccato originale con Adamo ed Eva e l’albero (sulla parete di ingresso), al giudizio universale (parete arco santo).
IX – La primitiva costruzione del’attuale chiesa di Santa Maria del Carmine, si fa risalire alla presenza di una semplice cappelletta.
836 – Nell’anno 836, durante il Sacro Romano Impero, un ricco personaggio chiamato Unger, abitante in Milano, donò beni e terreni perchè nel “borgo di Meloniano venga istituita una casa del pellegrino dedicata a San Giuseppe e a Maria”.
1304 – Il Magistretti in “Liber Notitiae sanctorum Mediolani”, databile nel 1304, riporta:”Nella pieve di San Giuliano, all’ospedale di Melegnano vi è la chiesa di santa Maria Maddalena.”
1393 – Nel 1393 i frati Carmelitani occuparono quel luogo ritirato e pieno di pace per fondarvi il loro convento, servendosi dell’antica chiesa per le sacre funzioni, e la posero sotto l’invocazione della Vergine Annunciata. Nel corso dei secoli successivi i frati costruirono il convento, con triplice porticato, ampliarono la chiesa e conservarono nell’abside l’antica costruzione. Il peso amministrativo della struttura divenne sempre più importante, fino all’arrivo degli austriaci che portarono alla soppressione del convento e alla cacciata dei frati.
XIX – Scacciati i ministri del Carmine, nonostante le cure dei custodi laici successivi, la chiesa, per le continue profanazioni divenne decadente e trascurata: usata come deposito di materiale e come alloggio. Gli antichi affreschi scomparvero sotto le tinteggiature di calce usata per le disinfezioni.
1836 – L’amore per la chiesa del Carmine spinse i melegnanesi ad aggiungere una terza campana come ex voto per lo scampato colera.
1868 – Nel 1868 si istituisce l’Associazione della Dottrina Cristiana, che teneva lezioni di catechismo tutte le domeniche, pagava ogni anno le spese necessarie per tenere in piedi almeno i muri della chiesa, offriva le suppellettili necessarie.
1872 – Il 21 maggio 1872 il crollo improvviso del tetto diede avvio alla decisione di iniziare i lavori di restauro dell’intero edificio, per renderlo meno brutto e più accogliente.
1928 – Nel 1928 venne eseguita una campagna di scavi nell’abside della chiesa, che portò alla luce due antichi livelli della pavimentazione. I restauri, condotti sotto la direzione dell’arch. Mons. Polvara, eseguiti sulla chiesa vennero conclusi con quello della facciata, copiando lo stile di quella della chiesa parrocchiale di San Giovanni Battista. La nuova facciata venne benedetta domenica 2 dicembre 1928.
1965 – Con decreto dell’arcivescovo Giovanni Colombo del 10 luglio 1965, la chiesa di Santa Maria del Carmine fu eretta a parrocchia.
2007 – Negli anni tra il 2007 ed il 2009, sono stati avviati interventi di restauro conservativo che hanno interessato non solo la chiesa, ma anche l’edificio dell’ex convento dei frati Carmelitani.
2018 – Intervento di consolidamento dell’orditura primaria del tetto, restauro e risanamento dell’orditura secondaria e del manto di copertura. Sostituzione delle lattonerie e sistema di allontanamento dei volatili. Restauro e consolidamento del campanile. Progetto e direzione lavori affidati all’arch. Gaetano Arricobene.