Melnytšenko oli 16:s Göteborgin EM-kilpailuissa 2006 (5 942 pistettä). Vuonna 2007 hän oli viisiottelun kymmenes Birminghamin sisäratojen EM-kilpailuissa (4 397 pistettä), mutta keskeytti Osakan MM-kilpailuissa. Pekingin olympialaisissa 2008 hän oli 14:s (6 165 pistettä) ja Berliinin MM-kilpailuissa 2009 kuudes (6 414 pistettä). Barcelonan EM-kilpailuissa 2010 hän keskeytti. Istanbulin sisäratojen MM-kilpailuissa 2012 hän sijoittui viisiottelussa seitsemänneksi pistein 4 623. Lontoon olympialaisissa 2012 hän oli kymmenes pistein 6 392. Göteborgin EM-hallikilpailuissa 2013 hän sai viisiottelussa pronssia tuloksella 4 608 pistettä. Moskovan MM-kilpailuissa 2013 hän voitti seitsenottelun omalla ennätyksellään 6 586. Hän voitti maailmanmestaruuden ilman yhtäkään lajivoittoa. Sopotin sisäratojen MM-kilpailuissa 2014 hän oli viisiottelussa seitsemäs tuloksella 4 587 pistettä.