Lors des championnats du monde à Doha, elle accède à trois finales : au concours par équipes, au concours général individuel et au sol. Alors que l'équipe de France féminine n'a plus atteint une finale mondiale depuis les Jeux olympiques de 2008, Mélanie de Jesus dos Santos et ses coéquipières réalisent l'un des meilleurs résultats français de l'histoire en atteignant la . En finale du concours individuel, la gymnaste termine à la avec , à seulement de Morgan Hurd, médaillée de bronze, et de Mai Murakami, médaillée d'argent. Elle termine ces championnats avec une autre au sol.