Melis Birkan, 15 Temmuz 1982 tarihinde Ankara’da dünyaya geldi. Annesinin adı Selda, babasının adı Cevdet’tir. İlkokula başladığı yıllarda babasının işi nedeniyle İstanbul’a taşınmak zorunda kaldı. Henüz altı yaşındayken dansa ilgisi üzerine ilköğretim ve lise yıllarında Mimar Sinan Üniversitesi Devlet Konservatuarı’nda bale dersleri aldı. Eğitimini de bu üniversitede hem okuyup hem çalışarak tamamladı.
Oyunculuğa Özlem Durak tarafından 2005 yılında davet edidi. Melis Birkan'ın o vakte kadar aklında oyunculuk yoktu. Lakin ısrar dayanamadı ve Kanaltürk’teki "Tarz-ı Hayat" adlı programı sunarak kameralara ısınma turu atmaya başladı.
Melis Birkan aynı yıl “Çapkın” adlı dizide rol aldı. Bunu 2006 yılında “Amerikalılar Karadeniz'de 2” filmi takip etti. Melis Birkan daha sonra “Köprü, İyi ki Varsın, Ayışığı” dizilerinde rol aldı. O dönemde çokça eleştirilen “Barda” filminde oynadı. Melis Birkan sonrasında 2008 yılında Çağan Irmak’ın yönettiği “Issız Adam” ve “Ulak” filmlerinde rol aldı. Bu Melis Birkan için dönüm noktasıdır. “Issız Adam” filmiyle “En İyi Kadın Oyuncu Ödülü”nü alır.
2012-2013 sezonunda Melis Birkan “Leyla ile Mecnun” adlı dizide “Leyla” karakterini canlandırmasıyla büyük beğeni toplar. Melis Birkan'ın son rol aldığı proje ise Show TV’de yayınlanan “Saklı Kalan” adlı dizidir.
Melis Birkan bundan sonra Söz dizisinde!