Melitta podjęła pracę w "Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt" (DVL), instytucie lotnictwa eksperymentalnego w Berlinie-Adlershof w 1928 r. Uczyła się także latania na samolotach. Z powodu żydowskiego pochodzenia została zwolniona z Luftwaffe w 1936 r. Pracując dla firmy Askania w Berlinie, opracowała systemy nawigacji i kierowania dla wodnosamolotów takich jak Blohm &amp; Voss Ha 139 i Dornier Do 18. W 1937 poślubiła historyka, Alexandra Grafa Schenka von Staufenberga (małżeństwo z arystokratą zdjęło z niej odium pochodzenia). Bratem jej męża był organizator zamachu na Hitlera w 1944 r. Claus Schenk Graf von Stauffenberg.