Мелисса Рене Мартин родилась 8 июля 1979 года в Оклахома-Сити (штат Оклахома, США).
Мелисса начала сниматься в кино в детстве. Первой её работой стала роль в фильме «Трудный ребёнок». После этого снималась в таких фильмах и телесериалах «Вечерняя тень» (1990—1991), «Кокаин» (2001), «Ключ от всех дверей» (2005) и «Вероника Марс» (2004—2005).
За роль в телесериале «Вечерняя тень», была номинирована на юношескую кинопремию в номинации «Лучшая юная актриса в возрасте до 9-ти лет», но победу одержала Рэйвен-Симоне.
В титрах указывалась как Мелисса Рене Мартин, Мелисса Мартин или Мелисса Р. Мартин.