Melonie Diaz grandit dans les quartiers pauvres de New York. Elle s’intéresse très tôt à la comédie grâce à la Henry Street Settlement, et tente différents concours d’école de théâtre professionnel.
Elle commence sa carrière au cinéma dans
Bad Luck de Tom Dicillo. Elle obtient un rôle plus conséquent dans
Les Seigneurs De Dogtown, puis dans
A Guide To Recognizing Your Saints. Elle tient l’un des rôles principaux de
Itty Bitty Titty Committee. Elle joue ensuite dans le film suédé de Michel Gondry
Soyez Sympas, Rembobinez, dans la comédie (acclamée au festival de Sundance)
Hamlet 2. En 2009, on la voit dans un thriller,
Identity, et dans un film romantique,
I'Ll Come Running.
