Uma atalaia é um dispositivo defensivo de vigilância, mais pequeno do que uma torre. O orago da vila de Fronteira é Nossa Senhora da Vila Velha, de grande culto e estima na população. Então, onde estaria essa atalaia, já que a vila tem castelo desde o século XIV? Possivelmente no outeiro da Vila Velha, de onde se desfruta um maravilhoso panorama sobre o território e de onde se controla a passagem da Ribeira Grande.
O altar da igreja parece ter sido construído antes da nave, e guarda uma planta quadrangular que pode corresponder a uma pequena torre. Quando se fizeram as condutas de escoamento de água no início da década de noventa, foram descobertas sepulturas islâmicas, e a Vila Velha é o único sítio do concelho com comprovada presença muçulmana. Seriam os vigilantes da Atalaia da Vila Velha?