Formée au Conservatoire du Vème puis du VIIIème à Paris, Mélanie Peyre collabore depuis avec plusieurs compagnies : elle a notamment joué dans plusieurs spectacles mis en scène par Noémie Fargier -Une recrue, Marianne sur un fil- et dans Eigengrau une pièce de Penelope Skinner mise en scène par Zoé Lemonnier pour la Cie Blasted .

En 2015 Mélanie Peyre et Flora Bourne-Chastel fondent leur propre compagnie, la Compagnie Bleu vendange. Leur première création, La Vergogne écrite et mise en scène par Flora Bourne-Chastel, s'est jouée au théâtre de Belleville à Paris. Une deuxième création a vu le jour depuis : un texte écrit par Florence Valéro intitulé Attraction - récit initiatique sur fond de catastrophe nucléaire là. Au cinéma Mélanie a joué dans une quinzaine de court-métrages diffusés dans des festivals : L'Apologie des zèbres albinos de Guillaume Talvas, Les Deux couleurs d'Ortance de Malec Démiaro ou encore Les autres départs un film de Claude Saussereau qui a remporté plusieurs prix – notamment un prix d’interprétation. Dans Sur la peau, troisième film de Srinath Samarasinghe sorti en 2019 elle tient pour la première fois le premier rôle d’un long-métrage. Mélanie joue également dans une série diffusée en ce moment sur ARTE (disponible en replay ): A musée vous A musée moi, dans laquelle elle donne vie à la Jeune Fille à la Perle !