В 3 года начала серьёзно заниматься танцами в составе коллектива «Жемчужинка» (джаз, джаз-модерн, хип-хоп), в течение года работала в театральной студии. 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 планирует выпустить книгу под названием «Картинки для привлечения внимания»