Aprilia placerade sin fabriksförare Melandri som förare för att utveckla fabrikens MotoGP-motorcykel. Melandri kom aldrig överns med motorcykeln och var klart långsammast i startfältet. Melandri och Aprilia avbröt samarbetet efter åtta Grand Prix. Inför säsongen 2016 fick Melandri jobb som testförare på MV Agustas superbikemotorcykel. Han återkom till Superbike-VM 2017 som fabriksförare för Ducati. Han blev fyra 2017 och femma 2018. Till 2019 bytte Ducati ut honom mot Álvaro Bautista och Melandri fick istället en styrning hos "GRT Yamaha WorldSBK".