Маркос Мельгарехо начинал свою карьеру футболиста в парагвайском клубе «Насьональ». Первую половину 2012 года он провёл за другую асунсьонскую команду «Либертад», после чего вернулся в «Насьональ». Первую половину 2016 года Мельгарехо отыграл за колумбийский «Депортес Толима», а затем перешёл в парагвайский клуб «Соль де Америка».
Карьера в сборной
4 ноября 2009 года Маркос Мельгарехо дебютировал в составе сборной Парагвая в гостевой товарищеской игре против команды Чили[2].