К Покровскому собору относилась кладбищенская церковь. До того как Меленки стали городом, там существовали два кладбища: одно располагалось возле Покровской церкви, а другое, южнее, за рекой Меленкой. Оба кладбища были ликвидированы, а на их месте частично построены дома. Для нового кладбища выделили участок за пределами города.

В 1797 году, согласно архивным документам Муромского духовного правления, было разрешено возвести отдельную церковь на новом кладбище в Меленках. Однако данных о том, была ли она построена, не сохранилось. В 1830 году сюда перенесли деревянную церковь, которая стала лишней после возведения каменного собора. В этой церкви был один престол во имя Всех Святых. Собственной утвари и ризницы у церкви не было, и всё необходимое для богослужений приносилось из собора.

В 1868 году рядом с церковью на средства купца Волкова из Меленок была устроена небольшая богадельня, где находили приют бедные, престарелые и сироты, независимо от сословия и пола.

В советское время на месте храма Всех Святых были организованы кладбищенские захоронения. От храма сохранилась только колокольня, которую в советские годы использовали как пожарную вышку.

8 мая 2014 года, по благословению Преосвященного Нила, на месте бывшего храма и будущего строительства был установлен и освящён памятный крест.