В 2002—2009 годах был игроком петербургского «Зенита». Играл в основном за дубль. В 2003 году провёл две игры за основной состав в Кубке Премьер-лиги. В 2007 году отдан в аренду «Лучу-Энергии», который в то время выступал в Премьер-лиге. Следующие два сезона защищал цвета подольского «Витязя», также на правах аренды. В 2010 году играл за «Динамо» из Санкт-Петербурга. В 2011 году подписал контракт с клубом «Металлург-Кузбасс»[1]. В сезоне 2012/13 выступал за «Русь».
В 2016 году был игроком петербургского любительского футбольного клуба «Русфан». С 2017 года выступал за «Маштех».
19 июля 2020 года стал помощником Сергея Герасимца в тренерском штабе любительского футбольного клуба «Ядро»[2]. С ноября 2020 года — также главный тренер молодёжной команды этого клуба[3]. 27 сентября 2021 года Семён Мельников был назначен временно исполняющим обязанности главного тренера основного состава «Ядра» в связи с неожиданной смертью Сергея Герасимца накануне[4]. 13 ноября вернулся на должность помощника главного тренера[5].
В Июне 2024 назаначен главным тренером ФК Динамо СПб.
Семён Мельников. Общая информация об игроке(рус.). ffspb.org. Дата обращения: 19 января 2024. Архивировано из оригинала 20 июля 2020 года.
Семён Мельников. Общая информация об игроке(рус.). stat.ffspb.org. Федерация футбола Санкт-Петербурга. Дата обращения: 19 января 2024. Архивировано 19 января 2024 года.