Née en 1982, elle se destine tout d'abord à une carrière de pianiste. Premier Prix de piano à l'unanimité au Conservatoire de Nice, elle entre au Conservatoire National Supérieur de Musique de Lyon dans la classe de chant de Françoise Pollet. Premier Prix Mention Très bien en 2006, elle part se perfectionner auprès d'Edith Mathis à la Hochschule de Vienne et obtient son Diplôme de postgraduée Mention Excellent. Elle travaille aujourd'hui avec le baryton Marcin Habela.
Elle débute dans Frasquita (Carmen) en 2001 lors du Festival des Voix du Domaine Renoir parrainé par Ève Ruggieri, se produit ensuite à l'Opéra de Nice dans des extraits des Pêcheurs de perles (Leila) avec l'Orchestre Philharmonique de Nice. Elle est lauréate du Concours des Muses 2001.
En 2004, elle chante des airs de concert de Mozart avec l'Orchestre du Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris de Lyon, dirigé par Rolf Reuter, puis Belinda (Didon et Énée), lors des productions lyriques du Conservatoire, sous la direction de Kenneth Weis.
De 2004 à 2006, elle donne de nombreux récitals en France (Lyon, Nice, Paris), ainsi qu'à l'étranger (Kyoto, Japon).
En 2007, elle est Noémie (Cendrillon de Massenet) au Théâtre du Pata'Dôme à Lyon, donne plusieurs concerts avec l'Ensemble de Solistes de Lyon Bernard Têtu.
Parallèlement, Mélody Louledjian développe avec succès sa carrière dans la musique contemporaine. Invitée par de grands festivals comme Musica à Strasbourg, März Festival au Konzerthaus de Berlin, Royaumont à Paris, elle crée et interprète les œuvres de compositeurs comme Yves Prin, Gérard Pesson, Johannes Schöllhorn, Stefano Gervasoni…
Elle est accompagnée par des ensembles aussi prestigieux que Contrechamps (Genève), l'Instant Donné (Paris), Tippett (Dublin) ou encore Assonances, In&Out (Paris).
Invitée régulièrement à la Radio Suisse Romande par l'Ensemble Contrechamps, elle interprète en novembre 2007, en retransmission directe, les Kafka-Fragmente de Kurtág.
Elle s'est produite récemment à la Tonhalle de Düsseldorf avec l'Ensemble Tippett dirigé par Celso Antunes, puis au Festival Archipel à Genève.
En juin 2008, elle remporte le Premier Prix au Concours lyrique européen d'Arles, puis donne un concert lors du Festival Agora à l'Ircam (Paris).
En septembre 2008, en duo avec le violoniste Daniel Rowland, elle participe au Festival d'Automne à Paris, puis va à Amsterdam et enfin à Genève avec l'Ensemble Contrechamps en décembre. Elle participe à la tournée de La Cour du Roi Pétaud, avec la Compagnie Les Brigands.

Elle participe, en 2009, à la création de la Bergère dans l'opéra La Pastorale de Gérard Pesson au Théâtre du Châtelet, puis se fait remarquer dans Le Balcon (Carmen) de Peter Eötvös à Bordeaux.
En 2010, elle reprend Girandole (La Cour du Roi Pétaud) en tournée en France; en septembre, elle chante la Neuvième symphonie de Beethoven à Bordeaux.
En 2010-2011, elle chante Elvira (L'Italiana in Algeri) et Naïade (Ariadne auf Naxos) à Bordeaux, la Cinquième Servante (Elektra) à Nice.
En 2011-2012, elle chante Woglinde et Der Waldvogel (Der Ring der Nibelungen) en tournée en France et au Portugal…