33-letni pomocnik dołączył do ekipy "Nerazzurrich" latem 2015 roku z Galatasaray za prawie cztery miliony euro. Nie zdołał on jednak przebić się na stałe do pierwszego składu. Od czasu przenosin na San Siro wystąpił on łącznie w 38 spotkaniach, w których zdobył tylko jedną bramkę oraz zanotował jedną asystę.
Pojawiające się w ostatnich dniach plotki sugerowały, iż Melo podczas zimowego okienka transferowego powróci do Brazylii, gdzie występował już barwach Flamengo, Cruzeiro czy Grêmio. Według informacji "calciomercato.it" to Palmeiras ma być kolejnym klubem w karierze defensywnego pomocnika. O jego usługi zabiega rzekomo również Sao Paulo, jednak bardziej prawdopodobne jest, że wybierze on grę właśnie dla ich rywala zza miedzy.