Mélanie Laurent przyszła na świat w Paryżu, 21 lutego 1983 roku. Pochodzi z artystycznej rodziny - jej ojciec jest aktorem, a matka nauczycielką baletu. Mimo tego Mélanie nie zawsze była zainteresowana pracą w show-biznesie. W 1998, kiedy wraz z przyjaciółkami odwiedziła plan filmu "Asterix i Obelix kontra Cezar", została zauważona przez aktora Gerarda Depardieu, który postanowił obsadzić ją w swoim najnowszym filmie "Most pomiędzy dwoma brzegami". Choć rola Mélanie nie była duża, zainteresowała się ona światem filmu i pracą jako aktorka. Pozwoliło jej to wystąpić na drugim planie w wielu francuskich filmach. W 2006 roku Mélanie zagrała główną postać Lili w dramacie "Je Vais Bien, Ne T'en Fais Pas", gdzie pokazała swoje umiejętności aktorskie. Krytyka i publiczność ciepło przyjęła film, a przede wszystkim Mélanie, która w 2007 roku została za ten występ wyróżniona Cezarem jako najbardziej obiecująca aktorka. Mélanie jest znana polskiej publiczności z drugoplanowej roli Laetitiy w obrazie Cédrica Klapischa "Niebo nad Paryżem". Zaczęła cieszyć się zainteresowaniem nie tylko francuskich twórców. W 2009 roku wystąpiła u Quentina Tarantino w "Inglourious Basterds".