Родилась в городе Зарасай (Литва) в семье рабо­чего. С восстановлением советской власти в Литве активно включилась в работу по её укреплению. Ле­том 1941 г., когда гитлеровцы вступили в Литву, была эвакуирована с другими литовскими комсомольцами в город Тюмень (Россия), где работала на заводе «Ме­ханик». В 1942 г. добровольно вступила в Красную Армию. Окончила спецшколу, была заброшена в тыл врага.

С мая 1943 г. работала секретарём Зарасайского подпольного укома комсомола Литвы, участвовала в организации боевых действий партизанского от­ряда имени Кестутиса на временно оккупированных территориях Беларуси и Литвы. Принимала участие в диверсиях, ходила в разведку, вела разъяснитель­ную работу среди населения. Летом 1943 г. Мельникайте была направлена во главе группы партизан на выполне­ние важного задания. В лесу партизаны наткнулись на карательный отряд. Во время неравного боя была ранена и захвачена в плен, но не выдала местораспо­ложение отряда. Казнена на площади села Дукштас.

Награждена орденом Ленина.

Похоронена близ города Зарасай, на берегу од­ноимённого озера.

В 1976 г. улица Ратомская в Центральном районе переименована в улицу М. И. Мельникайте. На доме № 2 установлена мемориальная доска (1977).

На улице расположены: Дом профсоюзов, компа­ния «Внешинтурист», Администрация Центрального района, Дом мод, Национальная школа красоты.

С мая 1943 г. работала секретарём Зарасайского подпольного укома комсомола Литвы, участвовала в организации боевых действий партизанского от­ряда имени Кестутиса на временно оккупированных территориях Беларуси и Литвы. Принимала участие в диверсиях, ходила в разведку, вела разъяснитель­ную работу среди населения. Летом 1943 г. Мельникайте была направлена во главе группы партизан на выполне­ние важного задания. В лесу партизаны наткнулись на карательный отряд. Во время неравного боя была ранена и захвачена в плен, но не выдала местораспо­ложение отряда. Казнена на площади села Дукштас.

За образцовое выполнение боевых заданий командования в тылу врага М. И. Мельникайте указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 марта 1944 года посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.

Мельникайте Мария Иозовна // Герои Советского Союза : краткий биографический словарь : [в 2 т.] / Министерство обороны СССР, Главное управление кадров, Институт военнной истории, Центральный архив ; [А. А. Бабаков (руководитель) и др.] ; редколлегия: И. Н. Шкадов (председатель) [и др.]. — Москва : Воениздат, 1988. — Т. 2. — С. 68.

Мельникайте Мария Иозовна //  Их именами названы... Улицы Минска : энциклопедический справочник / [редколлегия: В. В. Андриевич (главный редактор) и др.]. — Минск : Беларуская Энцыклапедыя, 2014. — С. 260.

Мельникайте Мария Иозовна // Минск : энциклопедический справочник / Белорусская Советская Энциклопедия ; [редколлегия: И. П. Шамякин (главный редактор) и др.]. — Изд. 2-е, дополненное и переработанное. — Минск : Белорусская Советская Энциклопедия, 1983. — С. 233.