Née d'une mère professeur de danse et d'un père comédien de postsynchronisation, Mélanie Laurent n'entre pourtant qu'assez tard, et par hasard, dans le monde du cinéma. En 1998, alors qu'elle accompagnait une de ses amies sur le tournage d'Astérix et Obélix contre César, Gérard Depardieu la remarque et décide de l'engager pour son film. Elle se voit donc confier le petit rôle de Lisbeth dans le film Un Pont entre deux rives de Frédéric Auburtin, co-réalisé par Depardieu où elle donne la réplique à Carole Bouquet et Charles Berling. Fin 2000, elle est engagée pour jouer, aux côtés de Louis Garrel et Jane Birkin, dans Ceci est mon corps de Rodolphe Marconi présenté en 2001 au Festival de Cannes. Un mois plus tard, Mélanie obtient son baccalauréat Littéraire, option cinéma. En 2002, grâce à Michel Blanc et à son film Embrassez qui vous voudrez, dans lequel elle incarne Carole, la petite amie de Loïc joué par Gaspard Ulliel, Mélanie commence à être reconnue par la profession. L'année suivante, Mélanie obtient le rôle de Sabine dans le film du Hong-kongais Kenneth Bi, Rice Rhapsody, succès public à l'étranger mais inédit en Europe. En 2005, le talent de l'actrice est souligné grâce à une scène du film De battre mon cœur s'est arrêté de Jacques Audiard. A l'affiche du film belge Dikkenek en 2006, elle obtient son premier rôle principal, celui de Lili dans Je vais bien, ne t'en fais pas de Philippe Lioret. Sa prestation lui vaudra plusieurs nominations et récompenses, dont le prix "Romy Schneider" et le "César du meilleur espoir féminin", titre dédié à Julien Boisselier.

"Prix Romy Schneider" 2006.