Выпускник Минского государственного музыкального училища им. М. И. Глинки (класс заслуженного работника культуры Республики Беларусь А. О. Мурзича) и Одесской государственной консерватории им. А. В. Неждановой в классе Е. Н. Иванова (1992). В 2011 г. окончил Белорусскую государственную академию музыки по специальности "режиссура музыкального театра".
В 1986-1993 годах – солист Одесского государственного академического театра оперы и балета.
За время учёбы и работы в театре неоднократно становился дипломантом и лауреатом международных конкурсов вокалистов, в частности I Всесоюзного конкурса молодых оперных певцов им. Ф.  И. Шаляпина в Казани.
С 1993 года – солист Большого театра Беларуси.
В 1988 г. Олег Мельников был приглашён на Международные оперные фестивали "Ирина Архипова представляет…", в которых в последующие годы принимал постоянное участие. За великолепное воплощение образа Бориса Годунова в одноименной опере М.Мусоргского и огромный вклад в просветительство в России в 2003 году был удостоен специальной премии И. Архиповой и серебряной медали.
За выдающиеся творческие достижения, значительный личный вклад в развитие национального оперного искусства в 2013 году награждён Почётной грамотой Совета министров Республики Беларусь.
Член жюри международных конкурсов в России и Беларуси, в частности Международного конкурса вокалистов им. М. Глинки. Председатель жюри Республиканского конкурса вокалистов им. Ф. Шаляпина (Беларусь).
Член правления Белорусского союза музыкальных деятелей, председатель Шаляпинского общества Беларуси Белорусского союза музыкальных деятелей.
Ведёт педагогическую деятельность; руководитель и ведущий мастер-классов Республиканского семинара для педагогов-вокалистов (Минск  2012, 2013 гг.).
Принимал участие в концертах Белорусской государственной филармонии. С сольными концертами выступал в Беларуси и за рубежом.
Как режиссёр осуществил постановки: "Моцарт и Сальери" Н. Римского-Корсакова (2022), "Евгений Онегин" П. Чайковского (Молодечненский молодёжный музыкальный театр, 2010), "Пиковая дама" П. Чайковского (Сербская национальная опера, г. Нови Сад, 2011).

Сальери – "Моцарт и Сальери" Н. Римского-Корсакова
Старый еврей – "Самсон и Далила" К. Сен-Санса
Малюта – "Царская невеста" Н. Римского-Корсакова
Рамфис – "Аида" Дж. Верди
Наемник – "Седая легенда" Д. Смольского
Тимур – "Турандот" Дж. Пуччини
Командор – "Дон Жуан" В. А. Моцарта
Раймонд – "Лючия ди Ламмермур" Г. Доницетти
Базилио – "Севильский цирюльник" Дж. Россини
Филипп – "Дон Карлос" Дж. Верди
Спарафучиле, Монтероне – "Риголетто" Дж. Верди
Захария – "Набукко" Дж. Верди
Бонза – "Мадам Баттерфляй" Дж. Пуччини
Мельник – "Русалка" А. Даргомыжского
Кончак, Владимир Галицкий – "Князь Игорь" А. Бородина
Гремин – "Евгений Онегин" П. Чайковского
Король Рене – "Иоланта" П. Чайковского
Старый каторжник, Борис Тимофеевич – "Леди Макбет Мценского уезда" ("Катерина Измайлова") Д. Шостаковича
Дворецкий – "Визит дамы" С. Кортеса
Шипучин – "Юбилей" С. Кортеса
Борис Годунов – "Борис Годунов" М. Мусоргского
Иван Хованский – "Хованщина" М. Мусоргского
Алеко, Старый цыган – "Алеко" С. Рахманинова
Палач – "Саломея" Р. Штрауса
Фарлаф  – "Руслан и Людмила" М. Глинки
Партия солирующего баса в Реквиеме Дж.Верди

В 1991 г. немецкой фирмой "Дэлфин Зээрайзэн" был приглашен в кругосветное турне с сольными концертами.
В 2012–14 гг. участвовал в Международных фестивалях "Шахимардан приглашает друзей" (Казахстан).
С труппой театра гастролировал в Испании, Германии, Израиле, Швейцарии.