Родился 18.05.1906 года в селе Дегтяревка Мглинского уезда Черниговской губернии, ныне Суражского района Брянской области. Сын крестьянина. Образование получил в Донецком индустриальном институте (1936). С 1920 работал на сахарном заводе. В 1924-28 секретарь волостного, районного комитетов комсомола. В 1928 вступил в ВКП(б). В 1928-30 служил в РККА. С 1936 работал инженером на шахте, а в следующего году переведен на партработу. В 1937-38 - в Сталинском горкоме, с 1938 - в Сталинском обкоме КП(б) Украины, секретарь, 2-й секретарь, затем ответственный организатор Управления кадров ЦК ВКП(б). В 1941-54, 1958-62 и 1966-81 депутат Верховного Совета СССР. В 1942 назначен 1-м секретарем Карагандинского, в 1944 – Сталинского обкомов партии. С 1947 секретарь, 2-й секретарь ЦК КП(б) Украины. 18.12.1949 Мельников был назначен 1-м секретарем ЦК украинской Компартии, возглавив крупнейшую республиканскую компартию СССР. В 1950-54 член Президиума Верховного Совета СССР. С октября 1952 член ЦК КПСС и член Президиума ЦК. После смерти И.В. Сталина оказался в числе проигравших, 12.06. 1953 потерял свой пост и уехал послом в Румынию. Одновременно в марте 1953 года Мельникова перевели из членов - в кандидаты в члены Президиума ЦК, а в июне - вывели из его состава. В 1956 переведен из членов - в кандидаты в члены ЦК КПСС, но в 1961 потерял и этот пост. Позже вернулся к руководящей работе, но занимал лишь второстепенные посты: министр строительства предприятий угольной промышленности СССР (апрель 1955 - май 1957), 1-й заместитель (1957-58) и заместитель (1958-61) председателя Совета министров Казахской ССР, председатель Госплана (1957-61) и Госгортехнадзора (1961) Казахстана, председатель Госгортехнадзора РСФСР (1961-66), председатель Государственного комитета по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору при Совете министров СССР (с 1966). Умер 16.04.1981 года.