В 1984 году был призван на срочную воинскую службу. Служил в 9-м управлении КГБ СССР, которое занималось охраной высших должностных лиц Советского Союза.
Уволившись в запас принимает решение получать высшее образование, но только с третьей попытки сумел поступить в Киевское высшее инженерное радиотехническое училище ПВО.
С 1992 года работал в Управлении государственной охраны. Занимал должности: офицер охраны, офицер безопасности, старший офицер безопасности, руководитель оперативно-технического подразделения отдела охраны Президента Украины.
Как утверждает Мельниченко, разочаровавшись в невыполненных публичных обещаниях Кучмы, решил покончить с коррупцией, ради борьбы с которой он пошел служить в СБУ, по личной инициативе, в течение 1998—2000 годов тайно записывал на аудиоаппаратуру разговоры Леонида Кучмы с различными людьми в его личном кабинете, а также по телефону.
Одну из кассет Мельниченко передал народному депутату Украины председателю Социалистической партии Украины Александру Морозу, который 28 ноября 2000 года воспроизвел её с трибуны на заседании Верховной рады Украины. Аудиозапись произвела эффект разорвавшейся бомбы и взбудоражила общество. На кассете якобы записан разговор Леонида Кучмы и министра МВД Юрия Кравченко, первый отдает приказ о ликвидации известного журналиста Георгия Гонгадзе. Журналист незадолго до обнародования записи на кассете пропал без вести. Розыски Мельниченко не дали результата, он исчез, спустя некоторое время выяснилось, что его при поддержке посольства США в Украине тайно переправили в Соединенные Штаты Америки. В этой стране опальный майор получил в апреле 2001 года политическое убежище.
В 2002 году принимал участие в парламентских выборах, выдвигался в народные избранники по списку СПУ. На решением Верховного суда Украины в регистрации отказали.
В 2005 году майор не покидает надежду раскрыть Дело Гонгадзе, поэтому за помощью обратился к известному российскому олигарху Борису Березовскому. Майор даже прилетал к бизнесмену в Лондон на переговоры, но договорится о совместной работе Мельниченко и Березовский не смогли.
Время от времени экс-майор Управления госохраны приезжал на Украину, здесь он тесно работал с следственной комиссией по Делу Гонгадзе, участвовал в следственных экспериментах, а также передал еще диски со сделанными им записями.
В 2011 году Мельнеченко был объявлен в международный розыск и 3 августа 2012 года на территории Италии он был задержан.
После доставки в Украину, сотрудники СБУ задержали майора 24 октября 2012 года, позже был отпущен из-под стражи.
25.05.2015