W 1880 roku ukończył Lycée Louis-le-Grand w Paryżu (Francja).

W 1896 roku założył w Montreuil we Francji jedną z pierwszych na świecie wytwórni filmowych: Manufacture de Films pour Cinématographes, znaną również pod nazwą Star Film Company.

Jego starszym bratem jest Gaston Méliès.

Zmarł w Paryżu (Francja) na raka. Został pochowany na tamtejszym cmentarzu Père-Lachaise.

W 1931 roku został odznaczony francuską Legią Honorową.

Jest prekursorem gatunku filmowego science-fiction. Jego "Podróż na Księżyc" jest uważana za pierwszy film fantastyczno-naukowy.