1957-ben született New Yorkban. Édesanyja, Nathalie „Tippi” Hedren a '60-as években szerepelt Alfred Hitchcock két filmjében, a Maradakban és a Marnie-ban. Melanie már gyerekként szerepelt reklámfilmekben, első komolyabb szerepe az 1975-ös Éjszakai lépések volt. 1980-ban súlyos autóbaleset érte, de egy évvel később már ismét dolgozott és Steven Bauernek köszönhetően az alkohol- és a drogproblémái is megoldódtak.
Játszott az 1984-es Alibi test, az 1986-os Valami vadság című filmekben, majd vendégszerepelt a Miami Vice-ban is. Emlékezetes alakítást nyújtott a Még egy nap a Paradicsomban és a Tűzforró Alabama című produkciókban, valamint Az aranypolgár születése című tévéfilmben, amelyért Emmy-díjra jelölték. A 2001-es Cannes-i Filmfesztiválon életműdíjjal tüntették ki. 1985-ben és 1987-ben kétszer jelölték Golden Globe-díjra, amit végül a Dolgozó lányért kapott meg 1988-ban – ugyanezért a szerepért Oscar-díjra is jelölték.
Hozzászólások