Mellor, 25 år, anslöt sig till Widnes på ett dubbelregistreringsavtal med Wigan 2011 innan han flyttade permanent 2013.
"Att han förbinder sig att fortsätta sin utveckling med oss i strävan att förverkliga sina egna ambitioner är en ära", sade huvudtränare Denis Betts.
"Han vet hur vi vill spela och han har den attityd och energi som kommer att fortsätta att förbättra laget."
Widnes Vikings scrum-halva Joe Mellor har tecknat ett nytt treårigt kontrakt som håller honom med klubben fram till 2019.