2011 wurde Darja Schmeljowa in Moskau Junioren-Weltmeisterin im Teamsprint, gemeinsam mit Anastassija Woinowa. Bei den UCI-Bahn-Weltmeisterschaften der Junioren 2012 in Invercargill errang Schmeljowa vier Titel: im Zeitfahren, im Keirin, im Sprint. Im Teamsprint errang sie mit Lidija Pluschnikowa ebenfalls die Goldmedaille; zudem stellten die beiden Sportlerinnen zwei neue Juniorinnen-Weltrekord über 34,321 Sekunden sowie über 34,155 Sekunden auf. Noch am selben Tag verbesserte sie die Weltbestzeit über 500 Meter auf 34,753 Sekunden. Im selben Jahr wurde Darja Schmeljowa Junioren-Europameisterin im Keirin und im Sprint. Bei den Europameisterschaften der Elite 2012 im litauischen Panevėžys belegte sie gemeinsam mit Anastassija Woinowa im Teamsprint Rang zwei ebenso wie 2014 Platz zwei im Zeitfahren.