Melitta von Stauffenberg commence à travailler pour le "Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt " (DVL), un institut expérimental aéronautique, à Berlin-Adlershof en 1928. Elle prend alors ses premières leçons de vol. En 1936 elle est démobilisée de la Luftwaffe à cause de son ascendance juive. Elle entre alors, en tant qu'ingénieur, chez Askania, à Berlin, société au sein de laquelle elle développe des outils de navigation et des systèmes de direction pour des hydravions comme le Blohm &amp; Voss Ha 139 et le Dornier Do 18. Elle se marie avec l'historien Alexander von Stauffenberg en 1937 et devient de ce fait la belle-sœur du comte Claus Schenk von Stauffenberg qui commettra l'attentat sur Hitler le 20 juillet 1944.