Native de Québec, Mélanie  Charlebois entreprend l’étude du  violon à l’âge de cinq ans.  Elle étudie d’abord au Conservatoire de musique de Québec dans la classe de Jean Angers et poursuit ses  études à la Faculté de musique de l’Université Laval, où elle obtient, en décembre 2002, une maîtrise en interprétation du violon. En 1999 et 2002, elle est membre de l’Orchestre national des jeunes du Canada avec lequel elle effectue une tournée au Japon. En 2003-2004, Mélanie suit, auprès de Darren Lowe, un stage de perfectionnement en répertoire orchestral au Conservatoire de musique de Québec. De 2003 à 2016, elle est violoniste contractuelle à l’Orchestre symphonique de Québec et obtient, à partir de la saison 2017-18 un poste régulier comme violoniste de section. Elle est coordonnatrice à la direction du personnel musicien à l'Orchestre symphonique de Québec depuis 2011 et fait partie de divers ensembles de musique de chambre dont le Trio Piacella.