Après des études en administration à l'École des Hautes Études Commerciales, Mélanie Lamothe a débuté sa carrière à titre d'administratrice de production auprès de Synercom Téléproductions. Par la suite, elle a travaillé au sein de l'équipe de Poly-Productions où elle a assuré, entre autres, la production déléguée du documentaire Joyeux anniversaire Sol.

Productrice chez Sphère Média Plus depuis 2000, elle y est notamment responsable de la gestion, de l'organisation et du financement des productions, de la négociation des ententes, de la planification financière des projets actuels et en développement. Mélanie Lamothe a successivement collaboré aux productions 2 frères, Tabou, Le Monde de Charlotte, Un monde à part, Rumeurs, Providence, Cover Girl, Annie et ses hommes, Vice caché, Rumours, Les hauts et les bas de Sophie Paquin, Sophie, Ni plus moi, Toute la vérité et Mirador.