Etter nok en overbevisende sesong i toppdivisjonen i Brasil ble han solgt videre til Grêmio. Etter overgangen til Grêmio fikk Melo ytterligere 19 seriekamper og tre mål på merittlisten. På grunn av at Grêmio rykket ned i 2004 ble det med kun én sesong for han i Porto Alegre.