Mellbye var formann i skytterkomiteen 1884–85, medlem av artilleri- og konstruksjonskomiteen, av den permanente geværkomiteen og av de svensk-norske geværkomiteene av 1889 og 1893. I den norske hæren innførte han Krag-Jørgensen-geværet. I 1899 var han formann i komiteen som skulle drøfte forsvaret av Kristiania og hadde en vesentlig andel i dens innstilling om bygging av grensefestningene. Han var dessuten formann i komiteen for restaurering av Akershus festning.