C'est à la télévision que la jeune Mélusine débute sa carrière d'actrice, en 2008, dans la série
Vive Les Vacances. Mais c'est au cinéma qu'elle se fait remarquer du grand public, en 2009, dans le rôle de Lisa, fille d'
Alexandra Lamy et belle-fille de
Sergi Lopez, dans le film fantastique de
François Ozon,
Ricky.
En 2010, le cinéaste
Gilles Paquet-Brenner lui offre l'un des rôles principaux, aux côtés de
Kristin Scott Thomas, dans le drame
Elle S'Appelait Sarah.
La même année, elle rejoint l'actrice
Pascale Arbillot au casting du téléfilm
Un Soupçon D'Innocence, dans lequel Mélusine interprète une enfant tourmentée.