I august 2006 signerte Mellor en treårs kontrakt med Football League Championship klubben Preston North End for en ukjent overgangssum. Manager Paul Simpson sa:«Neil er en målskårer og vi håper at han vil fortsette å være det. Han er en stor signering for klubben. Han har hatt sine skadeproblemer, men vi er fornøyd med at han er frisk av disse, og nå er det kun snakk om å bygge opp formen hans igjen». Men nok en kneskade i en vennskapskamp mot Bolton Wanderers krevde mere operasjon og utsatte Mellors debut for Preston. Mellor fikk tilslutt sitt første mål for Preston i en 3–1 seier over Southampton i mars 2007. Han ble etterhvert upopulær hos manager Paul Simpson, og måtte bevise sin betydning til den nye sjefen Alan Irvine. Under Irvine kom Mellor endelig i gang å skåret ni mål etter julen 2007.