1983年生在法国巴黎，梅拉尼·罗兰的母亲是位芭蕾老师，父亲是位演员。1998年，她正式开始演艺生涯。那年她跟朋友一起参观《美丽新世界》剧组（朋友的爸爸是剧组一员），给演员杰拉尔·德帕迪约留下了深刻的印象，推荐她在其下一部电影《偷情桥》中扮演一个角色，这个角色不大，但使得梅拉尼对表演产生了浓厚兴趣。
1999年她出演了电视电影《夜路》，再就与路易斯·加瑞尔合作了《这是我的身体》，该片在戛纳电影上受到好评，并收获十项恺撒奖提名。同一年，梅拉尼通过了法国中学毕业考试，继续追求其在电影事业上的发展。接着，她在几部电影中扮演配角，包括《我心遗忘的节奏》。导演菲利普·里奥雷看了该片后决定让她扮演《我会好起来》中的女主角Elise'Lili'Tellier，她凭借在片中的表演在PrixRomySchneider获了奖，并在2007年凯撒奖上获得“最具前途女演员”奖。
2008年5月25日晚，第61届戛纳电影节在法国小城戛纳闭幕，梅拉尼·罗兰踏上红地毯亮相。
在2009年上映的《无耻混蛋》中，梅拉尼·罗兰饰演女一号肖桑娜·德莱福斯。
2013年5月31日，她参演的《惊天魔盗团》在北美上映。
在2014年的《宿敌》中，梅拉尼·罗兰在片中饰演吉伦哈尔女友。
