Родился 8 декабря 1861 года в Париже в семье промышленника Жана-Луи Станисласа Мельеса (1815—1898), владевшего фабрикой «Мельес» по производству дорогой модельной обуви. Жорж был самым младшим в семье и воспитывался со старшими братьями — Гастоном (1852—1915) и Анри (1844—1929). Его мать Катерина Швенинг (1819—1899), очень образованная женщина, стремилась к тому, чтобы Жорж получил всестороннее образование.
Окончив лицей Людовика Великого и отслужив в армии, был отправлен родителями работать и изучать английский язык в Лондон, что было продиктовано деловыми соображениями, так как знание иностранного языка должно было способствовать хорошему ведению бизнеса. В столице Англии он с увлечением стал посещать театры-иллюзионы, изучать их искусство и познакомился с известным фокусником Девантом Дэвидом. В 1882—1886-х годах работал на фабрике отца, которую тот намеревался передать Жоржу. Он был устроен отцом в технический отдел инженером, где ему было поручено наблюдать за исправностью механизмов, использующихся на фабрике.
