С 3-х лет начала серьёзно заниматься танцами. Сначала в составе коллектива народного искусства «Жемчужинка». Одновременно училась в школе искусств до 7 лет на общеэстетическом отделении, затем до 12 лет занималась на хореографическом и музыкальном по классу фортепьяно. С 12 лет занималась в танцевальных ансамблях (джаз, джаз-модерн, хип-хоп). С 5 лет профессионально занимается балетом. В кино снимается с 2006 года. Первой для Дарьи стала главная роль в фильме «Золушка 4x4. Всё начинается с желаний». 

Режиссёр фильма Юрий Морозов заметил актрису на фестивале визуальных искусств в детском лагере «Орлёнок». Фильм вышел лишь в 2008 году. За исполнение главной роли в этой картине актриса отмечена двумя кинонаградами. С 2007 года снимается в сериале «Папины дочки». В июне 2008 года стало известно, что Дарья Мельникова должна сыграть в новом фильме об Алисе Селезнёвой.

В 2009 году Дарья поступила в Высшее театральное училище имени М. С. Щепкина (курс Владимира Бейлиса и Виталия Иванова) 

на бюджетное место.В 2010 году Дарья планировала выпустить книгу под названием «Картинки для привлечения внимания».